Published July 23, 2010 | Version v1
Publication Open

Reference crop evapotranspiration derived from geo-stationary satellite imagery – a case study for the Fogera flood plain, NW-Ethiopia and the Jordan Valley, Jordan

Creators

  • 1. Wageningen University & Research
  • 2. IdMind (Portugal)
  • 3. Water Authority of Jordan
  • 4. Bahir Dar University
  • 5. University of Twente

Description

Abstract. First results are shown of a project aiming to estimate daily values of reference crop evapotranspiration ET0 from geo-stationary satellite imagery. In particular, for Woreta, a site in the Ethiopian highland at an elevation of about 1800 m, we tested a radiation-temperature based approximate formula proposed by Makkink (MAK) adopting ET0 evaluated with the version of the Penman-Monteith equation described in the FAO Irrigation and Drainage paper 56 as the most accurate estimate. More precisely we used the latter with measured daily solar radiation as input (denoted by PMFAO-Rs). Our data set for Woreta concerns a period where the surface was fully covered with short green non-stressed vegetation. Our project was carried out in the context of the Satellite Application Facility on Land Surface Analysis (LANDSAF) facility. Among others, the scope of LANDSAF is to increase benefit from the EUMETSAT Satellite Meteosat Second Generation (MSG). In this study we applied daily values of downward solar radiation at the surface obtained from the Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI) radiometer. In addition, air temperature at 2 m was obtained from 3-hourly forecasts provided by the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Both MAK and PMFAO-Rs contain the psychrometric "constant", which is proportional to air pressure, which, in turn, decreases with elevation. In order to test elevation effects we tested MAK and its LANDSAF input data for 2 sites in the Jordan Valley located about 250 m b.s.l. Except for a small underestimation of air temperature at the Ethiopian site at 1800 m, the first results of our LANDSAF-ET0 project are promising. If our approach to derive ET0 proves successfully, then the LANDSAF will be able to initiate nearly real time free distribution of ET0 for the full MSG disk.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ملخص. تظهر النتائج الأولى لمشروع يهدف إلى تقدير القيم اليومية للتبخر المرجعي للمحاصيل ET0 من صور الأقمار الصناعية الثابتة جغرافيًا. على وجه الخصوص، بالنسبة لموقع Woreta، وهو موقع في المرتفعات الإثيوبية على ارتفاع حوالي 1800 متر، قمنا باختبار صيغة تقريبية قائمة على درجة حرارة الإشعاع اقترحها Makkink (MAK) باعتماد ET0 تم تقييمها بإصدار معادلة Penman - Monteith الموصوفة في ورقة منظمة الأغذية والزراعة للري والصرف 56 باعتبارها التقدير الأكثر دقة. وبشكل أكثر دقة، استخدمنا هذا الأخير مع الإشعاع الشمسي اليومي المقاس كمدخلات (يشار إليها بـ PMFAO - Rs). تتعلق مجموعة بياناتنا عن ووريتا بفترة كان فيها السطح مغطى بالكامل بغطاء نباتي أخضر قصير غير مجهد. تم تنفيذ مشروعنا في سياق مرفق التطبيقات الساتلية لتحليل سطح الأرض (LANDSAF). من بين أمور أخرى، يتمثل نطاق LANDSAF في زيادة الاستفادة من الجيل الثاني من القمر الصناعي ميتيوسات التابع ليومتسات (MSG). في هذه الدراسة، طبقنا القيم اليومية للإشعاع الشمسي الهابط على السطح الذي تم الحصول عليه من المقياس الإشعاعي المحسن للرؤية والأشعة تحت الحمراء (SEVIRI). بالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على درجة حرارة الهواء عند 2 متر من توقعات 3 ساعات المقدمة من المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF). يحتوي كل من MAK و PMFAO - Rs على "ثابت" القياس النفسي، والذي يتناسب مع ضغط الهواء، والذي بدوره ينخفض مع الارتفاع. من أجل اختبار تأثيرات الارتفاع، اختبرنا MAK وبيانات مدخلات LANDSAF الخاصة بها لموقعين في وادي الأردن يقعان على بعد حوالي 250 مترًا من الأرض باستثناء تقدير بسيط لدرجة حرارة الهواء في الموقع الإثيوبي عند 1800 متر، فإن النتائج الأولى لمشروع LANDSAF - ET0 واعدة. إذا أثبت نهجنا لاشتقاق ET0 بنجاح، فسيكون LANDSAF قادرًا على بدء التوزيع المجاني في الوقت الفعلي تقريبًا لـ ET0 لقرص MSG الكامل.

Translated Description (French)

Résumé. Les premiers résultats d'un projet visant à estimer les valeurs quotidiennes de l'évapotranspiration des cultures de référence ET0 à partir d'images satellites géostationnaires sont présentés. En particulier, pour Woreta, un site dans les hautes terres éthiopiennes à une altitude d'environ 1800 m, nous avons testé une formule approximative basée sur la température de rayonnement proposée par Makkink (MAK) en adoptant ET0 évaluée avec la version de l'équation Penman-Monteith décrite dans le document FAO Irrigation and Drainage 56 comme l'estimation la plus précise. Plus précisément, nous avons utilisé ce dernier avec le rayonnement solaire quotidien mesuré en entrée (désigné par PMFAO-Rs). Notre ensemble de données pour Woreta concerne une période où la surface était entièrement recouverte d'une courte végétation verte non stressée. Notre projet a été réalisé dans le cadre de l'installation LANDSAF (Satellite Application Facility on Land Surface Analysis). Entre autres, le champ d'application de LANDSAF est d'accroître les avantages du satellite EUMETSAT Meteosat de deuxième génération (MSG). Dans cette étude, nous avons appliqué les valeurs quotidiennes du rayonnement solaire descendant à la surface obtenues à partir du radiomètre SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager). En outre, la température de l'air à 2 m a été obtenue à partir des prévisions 3 heures fournies par le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT). MAK ET PMFAO-R contiennent tous deux la « constante » psychrométrique, qui est proportionnelle à la pression de l'air, qui, à son tour, diminue avec l'élévation. Afin de tester les effets d'altitude, nous avons testé MAK et ses données d'entrée LANDSAF pour 2 sites de la vallée du Jourdain situés à environ 250 m b.s.l. À l'exception d'une petite sous-estimation de la température de l'air sur le site éthiopien à 1800 m, les premiers résultats de notre projet LANDSAF-ET0 sont prometteurs. Si notre approche pour dériver ET0 s'avère fructueuse, alors le LANDSAF sera en mesure d'initier une distribution presque gratuite en temps réel d'ET0 pour le disque MSG complet.

Translated Description (Spanish)

Resumen. Se muestran los primeros resultados de un proyecto destinado a estimar los valores diarios de evapotranspiración de cultivos de referencia ET0 a partir de imágenes satelitales geoestacionarias. En particular, para Woreta, un sitio en el altiplano etíope a una altura de aproximadamente 1800 m, probamos una fórmula aproximada basada en la temperatura de radiación propuesta por Makkink (MAK) adoptando ET0 evaluado con la versión de la ecuación de Penman-Monteith descrita en el documento de riego y drenaje de la FAO 56 como la estimación más precisa. Más precisamente, utilizamos este último con radiación solar diaria medida como entrada (denotada por PMFAO-Rs). Nuestro conjunto de datos para Woreta se refiere a un período en el que la superficie estaba completamente cubierta de vegetación verde corta sin estrés. Nuestro proyecto se llevó a cabo en el contexto de la Instalación de Aplicación Satelital para el Análisis de la Superficie Terrestre (LANDSAF). Entre otros, el alcance de LANDSAF es aumentar los beneficios del satélite Meteosat de segunda generación (MSG) de EUMETSAT. En este estudio aplicamos valores diarios de radiación solar descendente en la superficie obtenida del radiómetro Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI). Además, la temperatura del aire a 2 m se obtuvo a partir de pronósticos de 3 horas proporcionados por el Centro Europeo de Pronósticos Meteorológicos a Medio Plazo (ECMWF). Tanto MAK como PMFAO-R contienen la "constante" psicrométrica, que es proporcional a la presión del aire, que, a su vez, disminuye con la elevación. Para probar los efectos de la elevación, probamos MAK y sus datos de entrada de LANDSAF para 2 sitios en el Valle del Jordán ubicados a unos 250 m b.s.n.m. Excepto por una pequeña subestimación de la temperatura del aire en el sitio etíope a 1800 m, los primeros resultados de nuestro proyecto LANDSAF-ET0 son prometedores. Si nuestro enfoque para derivar ET0 resulta exitoso, entonces LANDSAF podrá iniciar la distribución gratuita casi en tiempo real de ET0 para el disco completo de MSG.

Files

hess-14-2219-2010.pdf.pdf

Files (3.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b2568a0f5a3a10047afcdebcd4cd8799
3.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تبخر المحاصيل المرجعي المستمد من صور الأقمار الصناعية الثابتة جغرافيًا – دراسة حالة لسهل فيضان فوجيرا، شمال غرب إثيوبيا وغور الأردن، الأردن
Translated title (French)
Évapotranspiration des cultures de référence dérivée de l'imagerie satellitaire géostationnaire – une étude de cas pour la plaine inondable de Fogera, dans le nord-ouest de l'Éthiopie et la vallée du Jourdain, en Jordanie
Translated title (Spanish)
Evapotranspiración de cultivos de referencia derivada de imágenes satelitales geoestacionarias: un estudio de caso para la llanura aluvial de Fogera, noroeste de Etiopía y el valle del Jordán, Jordania

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4239482726
DOI
10.5194/hessd-7-4925-2010

Is supplement to
https://openalex.org/W4307716598 (Other)
https://openalex.org/W3210239803 (Other)
https://openalex.org/W3178764187 (Other)
https://openalex.org/W2913285166 (Other)
https://openalex.org/W2608298643 (Other)
https://openalex.org/W2171747371 (Other)
https://openalex.org/W2153923245 (Other)
https://openalex.org/W2089337221 (Other)
https://openalex.org/W1977554050 (Other)
https://openalex.org/W1972519953 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Jordan

References

  • https://openalex.org/W1925263798
  • https://openalex.org/W1987234084
  • https://openalex.org/W1995470891
  • https://openalex.org/W1999964661
  • https://openalex.org/W2012980102
  • https://openalex.org/W2024022622
  • https://openalex.org/W2024045798
  • https://openalex.org/W2030115781
  • https://openalex.org/W2033058200
  • https://openalex.org/W2033759508
  • https://openalex.org/W2036284276
  • https://openalex.org/W2038986178
  • https://openalex.org/W2056532445
  • https://openalex.org/W2057543147
  • https://openalex.org/W2072636147
  • https://openalex.org/W2089731682
  • https://openalex.org/W2105660845
  • https://openalex.org/W2113330138
  • https://openalex.org/W2118925171
  • https://openalex.org/W2123665989
  • https://openalex.org/W2124141023
  • https://openalex.org/W2131675971
  • https://openalex.org/W2141778026
  • https://openalex.org/W2142579448
  • https://openalex.org/W2155096080
  • https://openalex.org/W2155674418
  • https://openalex.org/W2158697937
  • https://openalex.org/W2172396214