УДК 004.4:631.671

Вожегова Р. А., д-р с.-г. наук, проф., академік НААН, директор Інституту зрошуваного землеробства НААН, izz.ua@ukr.net, +380509791239

ORCID: 0000-0002-3895-5633

Лиховид П. В., канд. с.-г. наук, Інститут зрошуваного землеробства НААН, pavel.likhovid@gmail.com, +380660629897

ORCID: 0000-0002-0314-7644

Анотація

У статті викладено результати вивчення точності визначення евапотранспірації у мобільному додатку EVAPO.

Метою роботи є надання рекомендацій щодо ефективного застосування мобільного додатка для оперативного, недорогого та зручного визначення випаровуваності та планування режиму зрошення.

Матеріали та методи. Дослідження виконували в осінній період 2020 року та у літній період 2021 року із використанням метеорологічних даних Херсонської обласної гідрометеорологічної станції, які застосовували для еталонних розрахунків евапотранспірації за методом, рекомендованим ФАО (рівняння Пенман-Монтейта) у програмі ET_oCalculator. Розраховані величини випаровуваності за еталонним методом та одержані у мобільному додатку EVAPO порівнювали між собою з визначенням коефіцієнтів кореляції, детермінації та середньої абсолютної похибки у відсотках для оцінки точності даних щодо досліджуваного агрометеорологічного індексу в мобільному додатку. Статистичні розрахунки та графічні моделі було виконано з використанням табличного процесора Microsoft Excel 365. Калібрування і поліпшення базового функціоналу додатка EVAPO було виконано поліноміальною регресією.

Результати. Встановлено, що мобільний додаток EVAPO без додаткового калібрування не може забезпечити належної точності розрахунку евапотранспірації. У холодний період року (жовтень-листопад) середня абсолютна похибка становила 137,02 %, а в теплий (травень-серпень) – 41,43 %. Загальна похибка розрахунків у мобільному додатку порівняно з еталонною програмою ET_oCalculator склала 88,75 %. У той самий час, EVAPO дає можливість достатньо точно відстежувати тренд динаміки евапотранспірації, коефіцієнт детермінації моделі становить 0,86. У теплий період року спостерігається тенденція до завищення величини евапотранспірації, а у холодний період року чіткої закономірності не виявлено. Скориговані поліноміальною регресійною моделлю величини випаровуваності, одержані в мобільному додатку EVAPO, використовують їх в оперативному плануванні зрошення.

Висновки. Мобільний додаток EVAPO є зручним доступним інструментом оперативної оцінки евапотранспірації. Втім, зараз його використання на теренах України не може бути рекомендованим без попереднього калібрування для кожної агрокліматичної зони через занадто велику похибку в оцінці випаровуваності.

Ключові слова: випаровуваність, ET_oCalculator, математичний аналіз, зрошення, оперативне планування.

 

Читати повну версію статті

 

ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ РАСЧЕТОВ ЭВАПОТРАНСПИРАЦИИ В МОБИЛЬНОМ ПРИЛОЖЕНИИ EVAPO

 

Вожегова Р. А., д-р с.-х. наук, проф., академик НААН, директор Институтаорошаемого земледелия НААН

Лиховид П. В., канд. с.-х. наук, Институт орошаемого земледелия НААН

 

Аннотация

В статье изложены результаты изучения точности определения эвапотранспирации в мобильном приложении EVAPO.

Целью работы является предоставление рекомендаций по эффективному применению мобильного приложения для оперативного, недорогого и удобного определения испаряемости и планирования режима орошения.

Материалы и методы. Исследования выполняли в осенний период 2020 года и в летний период 2021 года с использованием метеорологических данных Херсонской областной гидрометеорологической станции, которые применяли для эталонных расчетов эвапотранспирации по методу, рекомендованному ФАО (уравнение Пенман-Монтейт) в программе ET_oCalculator. Рассчитанные величины испаряемости по эталонному методу и полученные в мобильном приложении EVAPO сравнивали между собой с определением коэффициентов корреляции, детерминации и средней абсолютной погрешности в процентах для оценки точности данных об исследуемом агрометеорологическом индексе в мобильном приложении. Статистические расчеты и графические модели были выполнены с использованием табличного процессора Microsoft Excel 365. Калибрование и улучшение базового функционала приложения EVAPO были осуществлены с помощью полиномиальной регрессии.

Результаты. Установлено, что мобильное приложение EVAPO без дополнительной калибровки не может обеспечить должной точности расчета эвапотранспирации. В холодный период года (октябрь-ноябрь) средняя абсолютная погрешность составила 137,02 %, а в теплый (май-август) – 41,43 %. Общая погрешность расчетов в мобильном приложении по сравнению с эталонной программой ET_oCalculator составила 88,75 %. В то же время EVAPO дает возможность достаточно точно отслеживать тренд динамики эвапотранспирации, коэффициент детерминации модели составляет 0,86.В теплый период года наблюдается тенденция к завышению величины эвапотранспирации, а в холодный период года четкой закономерности не обнаружено. Скорректированы с помощью полиномиальной регрессионной модели величины испаряемости, полученные в мобильном приложении EVAPO, позволяют использовать их в оперативном планировании орошения.

Выводы. Мобильное приложение EVAPO является удобным доступным инструментом оперативной оценки эвапотранспирации. Впрочем, пока что его применение на территории Украины не может быть рекомендовано без предварительной калибровки для каждой конкретнойагроклиматической зоны из-за слишком большой погрешности в оценке испаряемости.

Ключевые слова: испаряемость, ET_oCalculator, математический анализ, орошение, оперативное планирование.

 

EVALUATION OF THE ACCURACY OF EVPOTRANSPIRATION IN THE EVAPO MOBILE APPLICATION

 

Vozhehova R. A., D-r Agr. Scs, Prof., Academician of NAAS, Director, Institute of Irrigated Agriculture of NAAS

Lykhovyd P. V., Ph. D., Institute of Irrigated Agriculture of NAAS

Abstract

The article presents the results of the study on the accuracy of evapotranspiration in the EVAPO mobile application.

The aim of the work is to provide recommendations on the effective use of the mobile application for the prompt, low-cost and convenient determination of evapotranspiration and planning the irrigation regime.

Materials and methods. The study was conducted in the autumn of 2020 and in the summer of 2021 using meteorological data from Kherson Regional Hydrometeorological Station, which were used for reference calculations of evapotranspiration according to the method recommended by FAO (Penman-Monteith equation) in the ET_o Calculator software. The calculated values of the reference evapotranspiration and those obtained in the EVAPO mobile application were compared with each other through the computation of the correlation coefficients, determination coefficients and mean absolute percentage errors to assess the accuracy of the data on the studied agrometeorological index in the mobile application. Statistical calculations and graphical models were performed using Microsoft Excel 365 spreadsheet processor. Polynomial regression was applied to calibrate and enhance the performance of original EVAPO application.

Results. It was found that the EVAPO mobile application without additional calibration cannot provide the proper accuracy of the evapotranspiration calculation. During the cold period of the year (October-November) the mean absolute percentage error was 137.02 %, and during the warm period (May-August) it was 41.43 %. The general error of the calculation in the mobile application compared to the ET_o Calculator reference values was 88.75 %. At the same time, EVAPO makes it possible to accurately track the trend of evapotranspiration dynamics, the coefficient of determination of the model is 0.86. In the warm period of the year, there is a tendency to overestimate the value of evapotranspiration, and in the cold period of the year, no clear pattern was found. The evapotranspiration values adjusted by the polynomial regression model obtained in the EVAPO mobile application allow their use in operational irrigation planning.

Conclusions. The EVAPO mobile application is a convenient, accessible tool for the rapid assessment of evapotranspiration. However, its implementation on the territory of Ukraine cannot be recommended without preliminary calibration for each specific agroclimatic zone due to enormous errors in the estimation of evapotranspiration value.

Key words: evapotranspiration, ET_o Calculator, mathematical analysis, irrigation, operational planning.