Scientific workflow applied to cartographic modeling to spatializing global solar irradiation in the state of Rio de Janeiro through the Hargreaves-Samani method

Authors

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v30i18.15467

Keywords:

Radiação solar, Temperatura do Ar, Modelos de Regressão, Transmissividade Atmosférica

Abstract

The availability of consistent global solar irradiance (Hg) data is restricted due to the low spatial density of stations that perform Hg measurements and/or degradation of meteorological observation networks. An alternative to this problem is the estimation of Hg, through empirical methods based on other meteorological elements obtained more frequently. Among these methods, the Hargreaves-Samani (1985) (HS) stands out for its simplicity and satisfactory performance in different climate conditions. This study aimed to evaluate the HS method for Hg spatialization in the State of Rio de Janeiro (Estado do Rio de Janeiro - ERJ), using data from air temperature extremes and monthly Hg from 17 automatic weather stations (EMA) of the Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). For this, a workflow was developed based on regression models and cartographic modeling to spatialize Hg using the Hargreaves-Samani method. Spatialized Hg values were compared with data observed in the EMAs used, based on the coefficient of determination (r²), Willmott's concordance index (d), confidence index (c), and the root means square error (RQME). It was observed that the application of the method presented estimates with high precision (r² > 0.61) and accuracy (d > 0.78 and RQME > 1.02 MJ m-2 d-1) when seasonality was analyzed, but in its spatial analysis, the method showed lower precision (r² > 0.03) and accuracy (d > 0.53 and RQME > 0.55 MJ m-2 d-1). The proposed workflow presents satisfactory performance to represent the monthly Hg pattern in the ERJ.

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Author Biographies

Marciano da Costa Lima, PPGCG-UFPR - Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas da Universidade Federal do Paraná

Engenheiro Agrimensor e Cartógrafo formado pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Mestre em Ciências Geodésicas pela Universidade Federal do Paraná. Tem experiência na área de desenvolvimento Web, Banco de Dados Geográficos, Geoprocessamento e Cartografia Indoor. Atualmente cursando doutorado no Programa de Pós-graduação em Ciências Geodésicas da UFPR, na área de Cartografia e SIG.

Gustavo Bastos Lyra, UFRRJ - Departamento de Ciências Ambientais do Instituto de Florestas da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Doutorado em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola) pela Universidade de São Paulo, Brasil(2006)
Professor Associado II da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro , Brasil

Anderson Amorim Rocha Santos, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biossistemas - Universidade Federal Fluminense - UFF

Possui graduação em Agronomia com o título de Engenheiro Agrônomo pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2013). Possui mestrado em Engenharia de Biossistemas pela Universidade Federal Fluminense (2015). Tem experiência na área de Agrometeorologia, Engenharia de Água e Solo e Meteorologia, com ênfase em Sistemas Agrícolas e Ambientais, atuando principalmente nos seguintes temas: Climatologia, Balanço de Radiação e Energia, Evapotranspiração e Sistema de Informação Geográficas (SIG).

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Published

05/05/2022

How to Cite

Lima, M. da C., Lyra, G. B., & Santos, A. A. R. (2022). Scientific workflow applied to cartographic modeling to spatializing global solar irradiation in the state of Rio de Janeiro through the Hargreaves-Samani method. Brazilian Journal of Climatology, 30(18), 626–646. https://doi.org/10.55761/abclima.v30i18.15467

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Vol. 30 (2022)

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