Radiación solar a partir de datos satelitales

Transcripción

1 Radiación solar a partir de datos satelitales Silvina Sayago, Gustavo Ovando y Mónica Bocco Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Córdoba.

2 Introducción Radiación solar incidente Principal fuente de energía renovable A nivel agrícola fundamental para Procesos: Fotosíntesis Evapotranspiración Crecimiento de las plantas Determinar: Necesidades hídricas Rendimiento potencial de un cultivo

3 Introducción El registro de la radiación solar no es sencillo y requiere de equipamientos específicos. La mayoría de las estaciones meteorológicas proveen datos de temperatura, humedad relativa, precipitación, velocidad y dirección del viento. Existen modelos empíricos (Prescott, Hargreaves y Samani, Bristow y Campbell, etc.) y modelos estocásticos y de redes neuronales para estimar la radiación solar. Las imágenes provenientes de satélites resultan una solución a la falta de datos temporal y espacialmente continuos.

4 Introducción Objetivo General Evaluar y comparar, para distintas estaciones meteorológicas ubicadas en las zonas norte, central y sur de España, la radiación solar estimada por CERES con aquella registrada por distintas estaciones, con el fin de establecer la pertinencia de los datos de CERES para sitios donde no se tiene información meteorológica.

5 Materiales y Métodos Radiación solar mensual provista por el instrumento CERES ( Datos procesados siguiendo el proyecto Fast Longwave And SHortwave Radiative Fluxes (FLASHFlux-

6 Materiales y Métodos Estaciones meteorológicas en las comunidades autónomas de España. Comunidad de Navarra Madrid Región de Murcia

7 Materiales y Métodos Datos diarios promediados mensualmente (Julio 2011 Julio 2015) Ajuste entre la radiación solar media mensual registrada y la resultante de CERES, a través de una regresión lineal. Estadísticos de ajuste: coeficiente de determinación (R 2 ) raíz del error cuadrático medio (RECM) porcentaje de raíz del error cuadrático medio (%RECM)

8 Resultados Valores de radiación solar (Wm -2 ) extremos promedio regional por comunidad autónoma Comunidad Autónoma Mínima CERES Mínima Registrada Máxima CERES Máxima Registrada Navarra 68,98 58,64 353,57 318,67 Madrid 89,71 70,81 402,45 342,68 Murcia 112,12 89,39 404,20 334,27

9 Resultados Estadísticos de ajuste para la correlación entre radiación registrada y obtenida de CERES Comunidad Autónoma Navarra Madrid Murcia Estación R 2 RECM (Wm -2 ) % RECM Lumbier 17,87 9,45 Artajona 27,57 15,60 Lerin 24,03 13,89 Bargota 0,99 36,18 21,12 Olite 20,54 10,76 Funes 20,16 10,55 Sesma 32,56 18,62 Aranjuez 41,43 20,66 Arganda 39,70 19,91 Chinchón 0,99 45,60 23,15 Fuentidueña de Tajo 40,97 20,36 San Fernando 43,72 22,27 San Martín de la Vega 0,98 44,98 22,81 Villa del Prado 0,99 38,58 19,29 Beniel 0,99 50,40 24,12 Charco de Taray 44,03 20,30 0,98 Corvera 50,01 23,40 Finca Experimental de Aguilas 49,83 23,49 La Aljorra 50,14 23,68 Librilla 52,28 25,00 0,99 Purias-Lorca 50,05 23,79 Yecla 45,73 21,70 Finca Venta de Ulea-Moratalla 45,64 21,58

10 Resultados Evolución temporal de la radiación para ambas fuentes Wm -2 Bargota (Navarra) Fecha jun-11 oct-11 mar-12 jul-12 dic-12 may-13 sep-13 feb-14 jun-14 nov-14 abr-15 ago Wm -2 Chinchón (Madrid) Fecha 0 jun-11 oct-11 mar-12 jul-12 dic-12 may-13 sep-13 feb-14 jun-14 nov-14 abr-15 ago Wm -2 Librilla (Murcia) Fecha 0 jun-11 oct-11 mar-12 jul-12 dic-12 may-13 sep-13 feb-14 jun-14 nov-14 abr-15 ago-15 Radiación solar registrada (-) y proveniente de CERES (-)

11 Resultados Se propuso un ajuste lineal para calibrar los datos de CERES: Comunidad Autónoma Estación RECM (Wm -2 ) % RECM Navarra Madrid Murcia Lumbier 19,24 10,18 Artajona 10,74 6,09 Lerin 13,39 7,75 Bargota 9,62 5,62 Olite 17,00 8,90 Funes 18,79 9,83 Sesma 8,99 5,14 Aranjuez 7,27 3,63 Arganda 9,32 4,67 Chinchón 9,04 4,59 Fuentidueña de Tajo 5,91 2,93 San Fernando 8,51 4,33 San Martín de la Vega 13,06 6,62 Villa del Prado 7,22 3,61 Beniel 12,28 5,88 Charco de Taray 6,91 3,18 Corvera 14,90 6,97 Finca Experimental de Aguilas 13,44 6,37 La Aljorra 11,44 5,40 Librilla 12,95 6,20 Purias-Lorca 11,65 5,53 Yecla 7,19 3,41 Finca Venta de Ulea-Moratalla 9,03 4,27

12 Resultados Evolución temporal de la radiación para ambas fuentes (CERES ajustada con coeficientes de regresión) Wm -2 Bargota (Navarra) Fecha jun-11 oct-11 mar-12 jul-12 dic-12 may-13 sep-13 feb-14 jun-14 nov-14 abr-15 ago Wm -2 Chinchón (Madrid) Fecha 0 jun-11 oct-11 mar-12 jul-12 dic-12 may-13 sep-13 feb-14 jun-14 nov-14 abr-15 ago Wm -2 Librilla (Murcia) Fecha 0 jun-11 oct-11 mar-12 jul-12 dic-12 may-13 sep-13 feb-14 jun-14 nov-14 abr-15 ago-15 Radiación solar registrada (-) y proveniente de CERES (-)

13 Conclusiones Conclusiones Es posible emplear la radiación solar proveniente de CERES como sustituto en caso de no poseer registros de esta variable. En general los valores de radiación producidos por CERES sobreestiman a los registrados en distintas estaciones meteorológicas Una vez aplicada la corrección, se obtuvieron muy buenos ajustes entre la radiación estimada a partir de información satelital con aquella registrada en estaciones meteorológicas. Consideraciones: nos proponemos continuar con la búsqueda de series temporales de radiación solar de Argentina, para evaluar y de ser necesario adecuar el modelo y así utilizar CERES en nuestro país.

14 A los presentes: muchas gracias por su atención!!! A la comisión de CAI-JAIIO: muchas gracias por permitirnos divulgar nuestro trabajo.