DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIA PARA OBTENÇÃO E PREENCHIMENTO DE FALHAS DE DADOS DIÁRIOS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA

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1 DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIA PARA OBTENÇÃO E PREENCHIMENTO DE FALHAS DE DADOS DIÁRIOS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA 1 L. O. Costa 1 ; R. A. O. Leão ; A. S. Texera 3 RESUMO: A evapotraspração é de suma mportâca o maejo da rrgação. O objetvo fo o desevolvmeto e avalação de métodos para o preechmeto de falhas de ET 0. Para a obteção dos dados de ET0, utlzaram-se dados para o cálculo da ET 0, usado o método de Pemam Moteth/ FAO, forecdos pela Fudação Cearese de Meteorologa e Recursos Hídrcos (FUNCEME). A utlzação de Macros, programados em lguagem Vsual Basc for Aplcato (VBA), em plalha eletrôca do programa Excel da Mcrosoft, torou possível a orgazação e cálculo dos dados. Escolheu-se a PCD (Plataforma de Coleta de Dados) Russas para o preechmeto de falhas em relação a outras três PCDs: Tabulero do Norte, Baabuú e Icapuí, e utlzou-se também o método da Méda Poderada pelo Coefcete de Correlação (MPCC). Utlzado dados para gerar o modelo, observou-se com base os coefcetes de Correlação de Pearso para cada PCD, que as PCDs Baabuú e Icapuí possuem correlação meor. No método da MPCC, utlzado metade dos dados cocdetes das quatro PCDs, a melhor correlação fo para a PCD de Baabuú, 0, 671. Coforme os ídces de cofaça, os métodos desevolvdos podem ser utlzados como uma metodologa para o preechmeto de falhas de dados meteorológcos e para o uso das estmatvas dos mesmos. PALAVRAS CHAVES: Pemam Moteth, Correlação, Ídce de Cofaça. DEVELOPMENT METHODOLOGY FOR OBTAINING COMPLETING THE FAILURE OF DATA FOR DAILY REFERENCE EVAPOTRANSPIRATION ABSTRACT: The evapotrasprato s extremely mportat rrgato maagemet. The goal was the developmet ad evaluato of methods for fllg ET0 falures. I order to obta data of ET0 data used for the calculato of ET0, usg the Pemam method Moteth/FAO, provded by the Foudato Cearese for meteorology ad water resources (FUNCEME). The use of Macros, programmed Vsual Basc for Applcato laguage (VBA) Excel spreadsheet program, Mcrosoft has made t possble for the Orgazato ad calculato of data. Chose the Russa DCP to fll gaps relato to tee other orther Board: PCDs Baabuú ad Icapuí, ad used the method of Weghted Average correlato coeffcet Graduada em Agrooma, Uversdade Federal do Ceará, Rua Mote Pascoal,16, CEP , Fortaleza, CE. Foe (85) , e-mal: leacostaadv@yahoo.com.br. Doutor, Dep. Egehara Agrícola, UFC, Fortaleza, CE 3 Prof. Doutor,Depto Egehara Agrícola, UFC, Fortaleza, CE

2 (MPCC). Usg data to geerate the model, o the bass of the Pearso correlato coeffcets for each PCD, PCDs Baabuú ad have less correlato Icapuí. MPCC method, usg half of the matchg data. KEYWORDS: Pemam Moteth,Correlato,Falures INTRODUÇÃO A evapotraspração tem fudametal mportâca o dmesoameto e maejo de sstemas de rrgação, pos cotablza a quatdade de água utlzada pelas platas e que retora à atmosfera pela traspração, bem como a que retora dretamete do solo por evaporação (Mederos, 008). Exstem város métodos para o cálculo da evapotraspração de referêca (ET 0 ), detre eles o Pemam-Moteth/FAO, cosderado padrão para o cálculo de ETo (Sedyama, 1996 apud Coceção e Mar, 005) e que ecessta de dados de temperatura (T), umdade relatva do ar (UR), radação solar (RS) e velocdade do veto (VV). Com o adveto das estações meteorológcas automátcas torou-se possível a obteção desses dados em tempo real, os quas podem ser totalzados em perodcdades varáves como horára, dára, semaal, mesal etc. A perodcdade dos dados depede da utlzação. Por exemplo, o maejo da rrgação de alta frequêca, pode-se rrgar com turo de rega meor do que um da, cosderado a demada hídrca por meo da ET 0 horára. No etato, cojutos de dados obtdos em estações meteorológcas automátcas frequetemete apresetam falhas ou dados faltates. Isso ocorre, prcpalmete, devdo a problemas com os strumetos de regstros. Esses erros são crítcos já que dfcultam a utlzação dos dados, clusve para a obteção de dados de evapotraspração (Garca, 005). Algumas vezes a estação apreseta falhas em apeas um dos sesores para obteção dos dados de T, UR, RS e VV. A metodologa para a estmatva da ET 0 apresetada em Alle et al. (1998) cotempla stuações em que faltam algus dados, apresetado alteratvas para estmá-los, clusve por meo da utlzação de dados de outras estações para períodos decadáros ou mesas.o objetvo do trabalho fo desevolver e avalar uma metodologa para o preechmeto de falhas em cojuto de dados de ET 0 dára de uma determada estação automátca com base os dados obtdos em outras estações. MATERIAL E MÉTODOS Os dados horáros de Temperatura (T), Umdade Relatva (UR), Radação Solar (RS) e Velocdade do Veto (VV), forecdos pela Fudação Cearese de Meteorologa e Recursos Hídrcos (FUNCEME), obtdos em estações meteorológcas automátcas, as deomadas Plataformas de Coleta de Dados (PCDs) foram utlzados, jutamete com os dados de localzação como lattude, logtude e alttude, para o cálculo da ET 0 horára coforme a metodologa apresetada por Alle et al (1998), obtedo-se todos os termos da equação 1:ode: ET 0 é a evapotraspração de referêca, em mm h -1 ; R e G são, respectvamete, a radação líquda a superfíce de referêca e a desdade do fluxo de calor do solo, em MJ m -, h -1 ; T é a temperatura méda do ar a cada hora, em o C; e são a declvdade da curva de pressão de saturação de vapor vs tempertura, a T, e a costate pscrométrca, em kpa o C -1 ; e 0 e e a são a pressão de T

3 saturação de vapor à temperatura T e a méda horára da pressão real de vapor, em kpa; e u é a méda horára da velocdade do veto a m da superfíce de referêca, em m s -1. Os dados foram orgazados e os cálculos executados por meo de procedmetos automátcos (Macros) programados em lguagem Vsual Basc for Aplcato (VBA), em plalha eletrôca do programa Excel da Mcrosoft. Este procedmeto fo realzado em 68 PCDs dstrbuídas o estado do Ceará. Na hora em que faltou pelo meos um dos dados meteorológcos (T, UR, Rs e V), a ET 0 ão fo calculada, permaecedo a falha. A ET 0 dára fo obtda pelo somatóro ET 0 horára de cada hora, permaecedo a falha o da em que pelo meos uma da 4 horas do da ão apresetou dado de ET 0.Uma Macro fo programada para lstar os dados de ET 0 dára das 69 PCDs em uma úca plalha. Outra Macro fo programada para emparelhar os dados cocdetes quato à data de todas as estações, pemtdo obteção da regressão lear dos dados etre quasquer duas estações com alguma quatdade de dados cocdetes. Escolheu-se aleatoramete a PCD Russas como estação cujos dados faltates de ET 0 dára deveram ser preechdos. Executado-se a Macro para obter a regressão lear etre os dados de ET 0 desta estação com todas as outras 68. Para o preechmeto das falhas de ET 0 dára da PCD Russas foram escolhdas detre as estações aquelas que atedem a quatro requstos: dstâca máxma de 150 km; coefcete de correlação de Pearso > 0,70; quatdade de dados a mesma data maor do que 150; e desível máxmo de 100 m. Foram separados aleatoramete parte (metade) dos pares de dados da PCD Russas com cada uma das outras PCDs para obteção dos modelos de regressão lear smples (Equação ), tedo a PCD Russas com varável depedete. A outra parte dos dados fo utlzada a valdação dos modelos de regressão lear a estmatva dos dados faltates de ET 0 dára. Fo realzada a estmatva dos dados de ET 0 também por meo da méda poderada pelo coefcete de correlação (Equação 3) etre a PCD Russas e as outras três PCDs.Ode: ET 0 PCD Russas é a estmatva da ET 0 faltate, a e b são, respectvamete, o tercepto e o coefcete agular da equação lear de regressão etre os dados da PCD Russas e a -ésma das três PCDs; r é o coefcete de correlação etre os dados de ET 0 da PCD Russas e a - ésma das três PCDs; e ET 0 é a ET 0 da -ésma das três PCDs. Os métodos descrtos acma foram avalados através do ídce de cofaça ou desempeho (c) (Equação 4) sugerdo por Camargo e Setelhas (1997), o qual é o produto do coefcete de correlação (r) e o ídce de cocordâca (d) de Wllmot. O c é obtdo por meo da equação 4,ode: é o úmero de pares de dados; O e estmados e O é a méda dos dados observados. RESULTADOS E DISCUSSÃO S são o -ésmo par de dados observados e Na Tabela 1 estão expostos os resultados dos quatro crtéros de seleção das PCDs utlzadas para estmatva de dados faltates da PCD Russas. Nesta tabela costam apeas as PCDs localzadas a meos de 150 km da PCD Russas. Os outros três crtéros para seleção são cotemplados pelas PCDs em destaque: Baabuú, Icapuí e Tabulero do Norte.

4 Na Tabela estão os resultados da regressão lear etre parte dos pares de dados, aproxmadamete 50%, pareados da PCD Russas com cada uma das outras três estações selecoadas. Observado-se os coefcetes de correlação de Pearso para as três estações as Tabelas 1 e, verfca-se que os dados sorteados para gerar o modelo possuem correlação meor para Baabuú e Icapuí em relação aos dados totas, equato para Tabulero do Norte, a correlação mas fraca quado se cosderam todos os pares de dados. Na estmatva dos dados faltates da PCD Russas com base a méda poderada pelo coefcete de correlação foram cosderados apeas os dados cujas datas cocdram para as quatro estações, o que resultou em apeas 140 dados. Os coefcetes de correlação de Pearso determado com metade dos dados (70) foram 0,767 para a PCD Baabuú, 0,655 para a PCD Icapuí e 0,768 para a PCD Tabulero do Norte ( Tabela ), os quas mostraram ter uma boa correlação etre os dados aalsados. Cofrotado os dados das Tabelas 1 e, observa-se que com a quatdade meor de dados o coefcete de correlação fo meor para as PCDs Baabuú e Icapuí. Barbosa (005) afrma que para a aplcação dos métodos de regressão lear e poderação regoal para a estmatva de dados meteorológcos o crtéro mímo a ser cosderado para o coefcete de correlação precsa ser maor que 0,7. Isto só fo possível com a estmatva pela regressão lear smples com a PCD Baabuú e com a PCD Tabulero do Norte (Tabela ). Na Tabela 3 estão expostos os resultados da valdação das estmatvas de dados faltates de ET 0 da PCD Russas pelo método da regressão lear smples com as três PCDs e pelo método da MPCC. Coforme Camargo e Setelhas (1997) o desempeho da estmatva dos dados pode ser equadrado em um dos sete cocetos, coforme o valor de c: Ótmo (c maor que 0,85); muto bom (0,75 c 0,85); bom (0,65 c 0,75); medao (0,60 c 0,65); rum (0,50 c 0,60); mau (0,40 c 0,50) e péssmo (c 0,41). Os ídces de cofaça obtdos das PCDs Baabuú, Icapuí e Tabulero do Norte foram classfcados como Muto Bom. Na utlzação do método da MPCC o ídce de cofaça equadrou-se como ótmo (Tabela 4). CONCLUSÃO Coforme o ídce de cofaça, os métodos desevolvdos podem ser utlzados como uma metodologa para o preechmeto de falhas de dados meteorológcos e para o uso das estmatvas dos mesmos. Sugere-se ada o uso dos métodos em dferetes regões do Estado. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLEN, R. G.; PEREIRA, L. S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotrasprato (gudeles for computg crop water requremets). Rome: FAO, Water Resources, Developmet ad Maagemet Servce. 300p (FAO Irrgato ad Draage Paper No. 56). BARBOSA, S.E DA S; A.R; SILVA, G.QUEIROZ DA CAMPOS, E.N.B. ;RODRIGUES, V.DE C. Geração de modelos de regoalzação de vazões máxmas, médas de logo período e mímas de sete das para a Baca do Ro do Carmo, Mas Geras. Revsta Egehara Satára a Ambetal, v.10,.1, p CAMARGO, A.P. de SENTELHAS, P.C. Avalação do desempeho de dferetes métodos de estmatva da evapotrasparação potecal o Estado de São Paulo, Brasl. Revsta Braslera de Agrometeorologa, Sata Mara, v. 5..1, p ,1997

5 CONCEIÇÃO, M. A. F.; MARIN, F.R.. Estmatva da evapotraspração de referêca utlzado os métodos de Hargreaves-Sama e do taque Classe A. I: CONGRESSO BRASILEIRO DE AGROMETEOROLOGIA, 14., 005, Campas. Aas... Campas: Socedade Braslera de Agrometeorologa/Uversdade Estadual de Campas/ 005. Dspoível em: CBAgro005_18.pdf. Acesso em: 0 fev. 01. GARCIA, B.I.L,Rsco Clmátco de Ocorrêca da Requema da Batata a regão dos Ades, Veezuela. Praccaba, 005. Tese (Doutorado) Físca e Ambete Agrícola. Escola Superor de Agrcultura Luís de Querós, MEDEIROS, P.V, Aálse da evapotraspração de referêca a partr de meddas lsmétrcas e ajustes estatístcos de ove equações empírco teórcas com base a equação de Pema Moteth. Dssertação (Mestrado em Egehara Cvl Hdraúlca e Saeameto) Escola de Egehara de São Carlos, p. ET 0 0,408 ET0, PCD Russas a b ET0 37 T ,34u 0 R G u e T () ET0 r ET0 PCD Russas r (3) e a (1) c O O S 1 1 O S 1 1 O 1 1 S 1 1 S 1 1 S O S O O O (4) Tabela 1. Plataforma de coleta de dados (PCD) o estado do Ceará, em relação à PCD Russas com dstâca maor ou gual a 150 km. PCD Dstâca (km) Desível (m) Correlação de Pearso Número de dados () Morada Nova 8, ,48 7 Quxeré 9, ,83 78 Jaguaruaa 45, ,84 67 Tabulero do Norte 50,7-3 0,7 154 Crstas 65, , Baabuú 94, ,84 0 Icapuí 96, ,74 5 Aracoaba 97,30-1 0,74 40 Quxadá 99, ,79 60 Pacajus 103,1-0, Perero 116, , Quxeramobm 118,1-15 0, Eusébo 13, ,69 54 Fortaleza 144, ,75 6 Cadé 148, ,74 37 Tabela. Modelos leares de regressão obtdos com parte dos pares de dados da PCD Russas com as PCDs Baabuú, Icapuí e Tabulero do Norte. PCD Itercepto Coefcete r Número r Agular de dados Baabuú 0,04 1,049 0,588 0, Icapuí,5136 0,3819 0,49 0, Tabulero do Norte 0,6863 1,59 0,590 0,768 75

6 Tabela 3. Resultado da valdação dos métodos de preechmeto de falhas de ET0 da Plataforma de Coleta de Dados Russas e classfcação coforme Camargo e Setelhas (1997), cosderado-se o úmero de pares de dados para cada método. Método estmatva Ídce de cofaça Classfcação Regressão Lear Baabuú 0,656 Bom Regressão Lear Icapuí 0,6993 Bom Regressão Lear Tabulero do Norte 0,465 Mau MPCC 0,8695 Ótmo Tabela 4. Resultado da valdação dos métodos de preechmeto de falhas de ET0 da Plataforma de Coleta de Dados Russas e classfcação coforme Camargo e Setelhas (1997), Método estmatva Ídce de cofaça Classfcação Regressão Lear Baabuú 0,7700 Muto bom Regressão Lear Icapuí 0,8076 Muto bom Regressão Lear Tabulero do Norte 0,7957 Muto bom MPCC 0,8695 Ótmo Legeda: MPCC Método da méda poderada pelo coefcete de correlação com os dados das PCDs Baabuú, Icapuí e Tabulero do Norte