Parameterization of the Hargreaves equation in the northern oasis of Mendoza, Argentina

Parametrización de la ecuación de Hargreaves en el oasis norte de Mendoza, Argentina


José Francisco Maestre-ValeroORCID-iconhttps://orcid.org/0000-0001-6995-2892




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Abstract

In view of the water scarcity that affects the province of Mendoza, Argentina, information on reference crop evapotranspiration (ET0) is crucial for irrigation scheduling. Data that are not generally available is required for the determination of ET0, with the Penman-Monteith FAO56 equation (PM). The Hargreaves equation (HG), which only requires air temperature data, represents an alternative to calculate ET0, after its local or regional calibration with PM. In this paper, the Hargreaves equation was calibrated locally by means of annual (Ca) and monthly (Cm,j) adjustment coefficients for the northern oasis of Mendoza. Also, a regionalisation of the Ca was performed considering environmental variables. The local adjustment with both coefficients made it possible to correct the positive bias that indicated an overestimation of HG with respect to PM in 12 meteorological stations. The mean value of the root mean square error decreased from 0.80 mm day-1 to 0.57 mm day-1 with the Ca adjustment coefficient, and to 0.55 mm day-1 with the Cm,j adjustment coefficient, while the absolute error decreased from 0.63 to 0.42 and 0.39, respectively. Wind speed was the variable that best explained the regional variability of the Ca (R2 = 0.64).


Keywords: reference evapotranspiration • irrigation programming • Hargreaves equation • water scarcity • adjustment coefficient


Resumen

Ante la escasez hídrica atravesada por Mendoza, Argentina, es importante conocer la evapotranspiración referencia (ET0) de los cultivos para programar el riego. Su cálculo, a partir de la ecuación de Penman-Monteith FAO56 (PM), requiere contar con datos no disponibles en general. La ecuación de Hargreaves (HG), que solo requiere datos de temperaturas del aire, representa una alternativa para calcular ET0, luego de su calibración local o regional con PM. En este trabajo se calibró localmente la ecuación de Hargreaves por medio de coeficientes de ajuste anuales (Ca) y mensuales (Cm,j) para el oasis norte de Mendoza. También, se llevó a cabo una regionalización del Ca considerando las variables ambientales. El ajuste local con ambos coeficientes logró eliminar el sesgo positivo que indicaba una sobrestimación de HG con respecto a PM en las 12 estaciones meteorológicas consideradas. El valor promedio del error cuadrático medio disminuyó de 0,80 mm día-1 a 0,57 mm día-1 con el ajuste con Ca y a 0,55 mm día-1 con el uso de Cm,j, mientras que el error absoluto disminuyó de 0,63 a 0,42 y 0,39 respectivamente. La velocidad del viento fue la variable que mejor explicó la variabilidad regional del Ca (R2 = 0,64).


Palabras claves: evapotranspiración de referencia • programación de riegos • ecuación de Hargreaves • escasez hídrica • coeficientes de ajuste

 
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