Estimación de la evapotranspiración mediante un balance de energía utilizando sensores remotos

Abstract

En la agricultura uno de los elementos indispensables para promover el uso eficiente del agua, consiste en estimar con precisión la Evapotranspiración (ET). Sin embargo la principal limitante de las técnicas tradicionales para estimar la ET, es que están basadas en el coeficiente de cultivo (Kc), lo que representa una gran desventaja cuando se requieren estimaciones precisas en áreas agrícolas extensas como distritos de riego. Las imágenes de satélites representan una alternativa viable para realizar estimaciones precisas de la ET a alta resolución espacial y temporal. METRIC (Mapping Evapotranspiration at High Resolution using Internalized Calibration) es un algoritmo desarrollado por la Universidad de Idaho que estima la ET como un residual del balance de energía a partir de imágenes de satélite. En el presente trabajo se implementó la metodología del algoritmo METRIC en el Distrito de Riego del Rio Yaqui, utilizando 8 imágenes de los sensores TM y ETM+, así como mediciones de flujos turbulentos con torres de covarianza turbulenta (Eddy Covariance - EC) en el cultivo de Trigo para el año 2008, para validar el funcionamiento del algoritmo. Los resultados mostraron que las diferencias entre la ET estimada a partir de METRIC y la medida con EC tienen un alto grado de aceptación ya que para las 8 imágenes se obtuvo un RMSE (raíz cuadrada del cuadrado medio del error) de 0.76 mm día-1, un error medio absoluto (MAE) de 0.65 mm día-1, un índice de acuerdo de 0.93 y una R2 = 0.83 en estimaciones diarias. Con los volúmenes de agua extraídos de presas y pozos para regar el distrito, de Diciembre 2007 a Mayo 2008, y el volumen evapotranspirado en este periodo se estimó la eficiencia del uso del agua en el distrito (66%). _______________ ABSTRACT: In agriculture one of the essential elements to promote efficient water use, is to accurate estimate the evapotranspiration (ET). However, the main limitation of traditional techniques for estimating ET is that they are based on crop coefficients (Kc), which is a big disadvantage when accurate estimates are required in large agricultural areas as Irrigation Districts. Satellite imagery represents a viable alternative for accurate estimates of ET at high spatial and temporal resolution. METRIC (Mapping Evapotranspiration at High Resolution using internalized Calibration) is an algorithm developed by the University of Idaho that estimates ET as a residual of the energy balance. In this study the methodology of METRIC was implemented in the Irrigation District Rio Yaqui, using 8 images of the sensors TM and ETM +, as well as measurements of turbulent flows with an eddy covariance (EC) tower installed in a wheat plot in 2008 to validate the performance of the algorithm. Results showed that differences between the ET estimated from METRIC and ET measured with EC have a high degree of acceptance, a RMSE (root mean square error) of 0.76 mm day–1 was obtained, a mean absolute error (MAE) of 0.65 mm day–1, an index of agreement of 0.93 and an R2 = 0.83 in daily estimates. Using the volumes of withdrawn water from dams and wells from December 2007 to May 2008, and the evapotranspirated volume in the same period, the water use efficiency was estimated as 66%.