Ciência

Uma tecnologia de base térmica como fundamento para nossos dados

SEBAL model

O Algoritmo de Balanço de Energia de Superfície para Terra (SEBAL) é o modelo central do IrriWatch. SEBAL é baseado no transporte turbulento de quantidade de movimento, calor sensível e fluxos de calor latente entre terra e atmosfera usando o teorema de Monin Obukhov. Ele está distribuindo a energia líquida disponível entre pixels quentes (fluxo de calor latente zero) e pixels frios (fluxo de calor sensível zero) por um processo de calibração interno automatizado usando membros finais com base em faixas de temperatura da superfície terrestre. Por 30 anos, o Professor Bastiaanssen e seu M.Sc. e Ph.D. os alunos fizeram pesquisas de campo para verificar a evapotranspiração, umidade do solo e estimativas de produção agrícola do SEBAL. Isso inclui a validação em cereais, raízes e tubérculos, árvores frutíferas tropicais, hortaliças, leguminosas, culturas de fibras e forragens. Existem centenas de artigos científicos acessíveis ao público.

Utilizamos dados de satélite

As medições da temperatura das folhas, radiação solar, tamanho das folhas das culturas e fotossíntese são todas baseadas em satélites de observação da Terra. Os satélites medem a colheita rotineiramente todos os dias e para todos os campos e países de maneira idêntica. Os dados brutos de satélite são disponibilizados pelas agências espaciais. Usando o SEBAL, a evapotranspiração real (ET), a umidade do solo e o fluxo de carbono (C) são processados a partir desses dados brutos. As culturas com temperaturas foliares aumentadas têm acesso insuficiente à água ou são limitadas por outra coisa.

A taxa de transpiração é semelhante ao fluxo de seiva que reflete a absorção de água pelas raízes. Assim, podemos determinar processos essenciais da zona de raiz e determinar processos físicos subterrâneos fundamentais que não são visíveis de cima. Uma palestra de fundo sobre a física das culturas e do solo pode ser encontrada no canal IrriWatch no YouTube.

Nós olhamos para a zona raiz

A programação da irrigação é mais do que avaliar um coeficiente Kc da cultura acima do solo. Por esse motivo, determinamos o potencial hídrico do solo e a umidade do solo integrados em toda a zona radicular para decidir o momento da irrigação, a quantidade mínima para repor a água esgotada e a quantidade máxima para minimizar as perdas por percolação. Soluções baseadas em satélites de micro-ondas estimam no máximo a umidade do solo da pele de 5 cm e, portanto, são evitadas na tecnologia IrriWatch. Nós olhamos mais fundo.

O modelo central em 5 pontos

  • Os satélites medem a temperatura da folha, a radiação solar, o tamanho da folha da colheita e a fotossíntese.
  • A temperatura da folha em uma certa cobertura vegetal e nível de radiação reflete o fluxo real de seiva através da cultura.
  • O fluxo de seiva responde ao potencial hídrico da folha e do solo. Assim, podemos olhar para o solo e determinar os processos físicos da zona radicular.
  • A umidade crítica do solo expressa o valor limite para redução do fluxo de seiva e diminuição da produção agrícola.
  • As informações sobre as flutuações da umidade do solo em relação à umidade crítica do solo são uma base sólida para decisões sobre ações de irrigação.

REFINAMOS NOSSA TECNOLOGIA ATRAVÉS DE 30 ANOS DE TESTES DE CAMPO

O método mais preciso disponível

O SEBAL é geralmente considerado bastante satisfatório e bastante preciso na estimativa da evapotranspiração. É inspecionado, verificado e validado por várias universidades e institutos de pesquisa independentes e internacionais. Mais recentemente, a 4ª geração do SEBAL foi verificada pelos nossos clientes. Publicamos um livro de validação IrriWatch para testes de campo realizados durante 2020. Oito países diferentes foram envolvidos, bem como diferentes tipos de culturas foram testados (milho, arroz, beterraba sacarina, batata, cebola, uva, amêndoa, nozes). A validação é feita para parâmetros meteorológicos, evapotranspiração, umidade do solo e produtividade das culturas. Na maioria dos casos o fator de viés varia de 0,97 a 1,03 e o coeficiente de correlação entre R2 = 0,8 e 0,99. As medições de campo também têm seus próprios desafios para medir automaticamente os processos biofísicos. Os desvios encontrados geralmente estão dentro das margens de erro das medições de campo.

As universidades internacionais sempre fizeram investigações independentes sobre a precisão do SEBAL. Dois excelentes artigos recentes são do Dr. Hadi Jafaar e seus colegas de trabalho da Universidade Americana de Beirute (Jaafar, H.H. e Ahmad, F.A. 2019. “Tendências de séries temporais de ET baseado em Landsat usando calibração automatizada em METRIC e SEBAL: The Bekaa Valley, Lebanon”, Sensoriamento Remoto do Meio Ambiente) e Dr. Poolad Karimi do IHE – Delft (Dados de evapotranspiração espacial, precipitação e uso da terra na contabilidade da água – Parte 1: Revisão da precisão dos dados de sensoriamento remoto, Hidrologia e Sistema Terrestre Ciências). Muito mais literatura internacional sobre a precisão do SEBAL está acessível no domínio público.

Baixe o livro de validação de 2020