Water balance estimation of the Campo de Cartagena watershed using hydrological modeling and remote sensing

This work uses hydrological modeling and remote sensing techniques to estimate the spatial and temporal patterns of the water balance of an intensively irrigated agricultural watershed in south-eastern Spain. Remote sensing-based vegetation indexes were used to estimate crop evapotranspiration rates and as an input in the model. Model outcomes give insight in the overall water account of the watershed. They highlight the critical role of the groundwater system in the water balance, and the differences between abstractions and recharge, depending on the hydrological conditions

Reference evapotranspiration of screenhouse‐grown crops

The reference evapotranspiration Eref was measured under three screenhouses and compared to outside Eref. The reduction with respect to outside Eref was quantified by means of two factors, rad and adv. rad was found to depend linearly on transmittance (), and adv on wind ratio (). A model was proposed for screenhouse Eref based on outside weather data, an

Leaf-to-branch scaling of C-gain in field-grown almond trees under different soil moisture regimes

Branch/tree-level measurements of carbon (C)-acquisition provide an integration of the physical and biological processes driving the C gain of all individual leaves. Most research dealing with the interacting effects of high-irradiance environments and soil-induced water stress on the C-gain of fruit tree species has focused on leaf-level measurements. The C-gain of both sun-exposed leaves and branches of adult almond trees growing in a semi-arid climate was investigated to determine the respective costs of structural and biochemical/physiological protective mechanisms involved in the behaviour at branch scale. Measurements were performed on well-watered (fully irrigated, FI) and drought-stressed (deficit irrigated, DI) trees. Leaf-to-branch scaling for net CO2 assimilation was quantified by a global scaling factor (fg), defined as the product of two specific scaling factors: (i) a structural scaling factor (fs), determined under well-watered conditions, mainly involving leaf mutual shading; and (ii) a water stress scaling factor (fws,b) involving the limitations in C-acquisition due to soil water deficit. The contribution of structural mechanisms to limiting branch net C-gain was high (mean fs ∼0.33) and close to the projected-to-total leaf area ratio of almond branches (ε = 0.31), while the contribution of water stress mechanisms was moderate (mean fws,b ∼0.85), thus supplying an fg ranging between 0.25 and 0.33 with slightly higher values for FI trees with respect to DI trees. These results suggest that the almond tree (a drought-tolerant species) has acquired mechanisms of defensive strategy (survival) mainly based on a specific branch architectural design. This strategy allows the potential for C-gain to be preserved at branch scale under a large range of soil water deficits. In other words, almond tree branches exhibit an architecture that is suboptimal for C-acquisition under well-watered conditions, but remarkably efficient to counteract the impact of DI and drought events

Crop coefficients parameterization using remote sensing in basin-scale hydrological modelling

[SPA] Se utiliza un modelo hidrológico distribuido para evaluar cómo diferentes métodos influyen en la estimación de la evapotranspiración (ETc) y el balance de agua a escala de cuenca. La zona de estudio se ubica en la cuenca alta del Segura (~ 2.500 km2) en el Sureste español, zona caracterizada por una elevada heterogeneidad de condiciones del terreno y usos del suelo. El modelo hidrológico SPHY fue desarrollado y calibrado para un período de simulación de 15 años. Se emplearon cinco métodos para parametrizar el coeficiente de cultivo y se compararon los patrones espaciales y las dinámicas temporales simuladas para la evapotranspiración, la humedad del suelo y los caudales. Tres de los cinco métodos utilizan información de satélite, otro los valores del coeficiente de cultivo establecidos por FAO, y el último asume un valor constante para toda la cuenca y periodo de simulación. El análisis muestra que la generación de caudales apenas se ve afectada por la selección del método de parametrización, aunque sí es importante a la hora de calcular la evapotranspiración real, especialmente durante épocas húmedas y para los valores tabulados de FAO. [ENG] A distributed hydrologic model is used to evaluate how different methods to estimate evapotranspiration (ETc) influence the water balance and hydrologic response of basins. The study site, the upper Segura basin (~2500 km2) in Spain, is characterized by a wide range of terrain, soil, and ecosystem conditions. Input and calibration data for the hydrological model SPHY are obtained from best available data sources. The model was setup for a period of 15 year. Five crop coefficient parameterization methods are compared to explore the impact of spatial and temporal variations in these input datasets on actual evapotranspiration, streamflow and soil moisture. Methods include three that are based on remote sensing information; one based on FAO literature, and another that takes the crop coefficient equal to unity for the entire basin. The analysis shows that basin-level streamflow is hardly influenced by the choice in parameterization, but actual evapotranspiration and soil moisture are quite different, especially in the wet season and for the FAO-based method

Effect of shading and insect proof nets on screenhouse light environment

Screenhouses covered by shading or insect proof screens are becoming popular among growers in arid and semiarid regions like the Mediterranean area, due to the environmental, economic and agronomic benefits they offer. The positive impact of a net-covering on plant behaviour can be mostly explained by the more favourable microclimate under a screen-house than outdoors. However, manipulation of light environment by shading using screens requires the knowledge of the characteristics and parameters of the modified light regime, on both the quantitative and qualitative aspects of light environment under the screens. Thus, the effects of cover optical properties on screenhouse radiative environment were investigat-ed, under Mediterranean conditions during summer in Central Greece, under three net-screen materials (i) a pearl insect-proof screen (IP-78), (ii) a white insect proof screen (IP-59) and (iii) a green shade-screen (GS-62) with values of the transmittance to photosynthetically active radiation (τPAR) of 78%, 59% and 62%, respectively. All screens induced impover-ishment in the blue wavelength band (B, 400-500 nm) and enrichment in near-infrared broadband (NIR, 700-1100 nm) with respect to PAR (400-700 nm), and modified photomor-phogenetic parameters such as the ratios B:FR (Blue vs Far-Red), R:FR (Red vs Far-Red) and the phytochrome ratio, ζ

Satellite‐based Algorithms for Estimating Actual Evapotranspiration. Application to Irrigation Management and Water Accounting in the Segura Basin

Se ha considerado a la Cuenca del Río Segura, localizada en el Sureste de España, como área de estudio. En esta cuenca semiárida las necesidades hídricas del sector agrícola representan el 80 % del uso total del agua. El aumento de fiabilidad en la estimación de la evapotranspiración real (ETreal), se traduce en mayor conocimiento de la necesidad hídrica real del cultivo. Se propone estimar ETreal aplicando algoritmos que permitan el cambio de escala (upscaling): (i) a escala de parcela donde se dispone de imágenes de alta resolución espacial Landsat (e incluso Sentinel cuando esté disponible), y de datos al suelo medidos en parcelas experimentales para realizar validaciones de resultados,(ii) a escala de cuenca y en base a imágenes de moderada resolución espacial (sensor MODIS) y alta resolución temporal, aplicando los algoritmos previamente validados, y su integración para el cierre de los balances hídricos a escala mensual. Esta información se integrará con datos del Plan Hidrológico de la Cuenca del Río Segura y otras fuentes de información. El objetivo es obtener, evaluar y estandarizar información detallada, incluyendo trasvases y recursos desde otras fuentes no convencionales con el fin de analizar y demostrar el potencial de la gestión, y las medidas para reducir la escasez hídrica en esta región propensa a la sequía. El Sistema de Contabilidad Hídrica (SCH) para la cuenca, complementará los balances de recursos hídricos a nivel europeo con datos locales mediante una solución innovadora en base a Sistemas Información Geográfica (SIG).Se agradece el soporte recibido desde el proyecto del Plan Nacional CGL2012‐39895‐ C02‐01, "Evaluación de la variabilidad hidroclimática desde combinaciones multimodelo climáticas regionales (HYDROCLIM)", financiado por la Secretaría de Estado de Investigación del Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO), y fondos FEDER

Evapotranpiration estimates from vegetation indices

[SPA] En este trabajo se presenta una metodología de estimación de la evapotranspiración real (ETa) de la superficie terrestre a escala mensual a partir de imágenes de satélite de observación de la Tierra (MODIS Terra). Se basa esencialmente en el uso de un índice de vegetación (EVI, Enhanced Vegetation Index) y de datos de temperatura del aire. El método se ha validado con medidas de ETa obtenidas por el método de covarianza de remolinos en dos parcelas de naranjos del Campo de Cartagena (Murcia). Esta metodología presenta la ventaja de ser poco exigente en datos de entrada, lo que la convierte en una herramienta idónea para aproximaciones de ETa a escala de cuenca. [ENG] This work presents a method for estimating the actual transpiration (ETa) of land surfaces from data provided by Earth Observation satellites (MODIS Terra). The method uses a vegetation index (EVI, Enhanced Vegetation Index) and air temperature data. It was validated with ground measurements of ETa performed by the eddy-covariance technique in two citrus orchards of Campo de Cartagena (Murcia).The proposed method presents the advantage of being little demanding in input data, therefore representing a suitable tool to get estimates of ETa at the basin scale.Se agradece el soporte recibido desde los proyectos: CGL2012-39895-C02-01, "Evaluación de variabilidad hidroclimática desde combinaciones multimodelo climáticas regionales (HYDROCLIM)" financiado por MINECO y fondos FEDER; y EU DG-ENV Grant n° 07.0329 “Accounting System for the SEgura river and Transfers (ASSET)”

Mejoras introducidas en la patente de invención ES2342242: “Dispositivo y procedimiento para medir la velocidad del aire”.

Número de publicación: 2 366 094 Número de solicitud: 201130776Mejoras introducidas en la patente de invención ES2342242: “Dispositivo y procedimiento para medir la velocidad del aire”; en donde dichas mejoras se caracterizan porque comprenden un disco (10) soportado por un brazo (20) estando formado el disco (10) por dos placas muy finas entre las que se inserta una resistencia (30) eléctrica envuelta una película de kapton, que proporciona un calentamiento uniforme al disco (10) en cuyo centro se aloja un primer termopar (40) que mide la temperatura del disco (10), mientras que el brazo (20) de soporte tiene alojado un segundo termopar (50), que mide su temperatura en equilibrio con el medio ambiente.Universidad Politécnica de Cartagen

Análisis de la variabilidad espacial y temporal de la precipitación en la provincia de Tungurahua, Ecuador, para una mejor planificación agrícola

En este estudio se presentan datos de la distribución espacial de las precipitaciones y las tendencias en la provincia de Tungurahua, Ecuador, a partir de un refinamiento de métodos científicamente probados. Se combinaron datos de las estaciones meteorológicas con datos de teledetección para conocer mejor la distribución espacial de la precipitación en las zonas donde se carece de observaciones directas y donde se quiere promover y modernizar la agricultura. La cantidad total de la precipitación en la cuenca varía desde alrededor de 500 mm/año en torno a Ambato hasta 4000 mm en el sureste de la provincia y se concluye que tanto la variabilidad temporal como la espacial son muy significativas. La media anual para toda la provincia oscila entre 1400 y 1700 mm. La zona más seca es también la zona con mayor variabilidad en el tiempo, coincidiendo con la zona principal agrícola. El régimen pluvial permite aquí cultivos de ciclo corto, lo que refleja la situación actual. Los cultivos plurianuales se producen en las zonas con una mayor precipitación y con menor variabilidad temporal. La comparación entre las observaciones y los valores obtenidos mediante el método indican una buena correlación. Se ha llevado a cabo una validación cruzada de las salidas del algoritmo para determinar en qué zonas la predicción es mejor o peor. En general se concluye que el método utilizado es muy útil, los resultados son satisfactorios y aplicables en otros lugares