Applicazione dell'equazione di Hargreaves-Samani per il calcolo dell'evapotraspirazione potenziale in Nuova Zelanda e proposte di modifica sulla base di un coefficiente correttivo altimetrico

The physical based equation FAO56-Penman-Monteith is recommended as the standard for estimating reference evapotranspiration thanks to its consistence and its global validity. The difficulties in recording a high amount of parameters have lead several scientists (e.g. Hargreaves-Samani) to develop an easier empirical approach that only requires the air temperature measurement. This work consists in the application of the Hargreaves-Samani equation to calculate ET0 for a dataset recorded from 31 stations in New Zealand (Southern Island) for the years 2010-2017, comparing the results with the FAO56-PM model. The HS equation usually leads to error in estimating ET0 that can be reduced by applying corrections at the local scale. In particular, the correction calibrated for the Upper Po River Basin by Ravazzani-Corbari-Morella-Gianoli-Mancini (2012) has been tested. The results show a general trend of overestimation of ET0 for both the formulations with respect to FAO56-PM. Two new corrections have been proposed by observing the trend of MBE (Mean Bias Error) and MBPE (Mean Bias Percentage Error) against the station elevation. Finally, the equation proposed have been validated for a dataset recorded from 8 stations situated in the Northern Island.

L’equazione fisicamente basata FAO56-Penman-Monteith è riconosciuta in letteratura come il metodo per il calcolo dell’evapotraspirazione potenziale ET0 a cui far riferimento, a causa della sua consistenza e della sua validità in molte regioni e climi. Le difficoltà nel registrare un numero piuttosto elevato di parametri climatici ha tuttavia spinto diversi studiosi, tra cui Hargreaves-Samani, a sviluppare un approccio più semplice, di tipo empirico, dove fosse richiesta la sola misurazione della temperatura dell’aria. Il presente lavoro di tesi consiste nell’applicazione dell’equazione di Hargreaves-Samani per il calcolo dell’evapotraspirazione potenziale ET0 per un ampio set di dati registrati da 31 stazioni climatologiche localizzate sul territorio neozelandese (Isola del Sud) per gli anni 2010-2017, confrontandola con i valori ottenuti attraverso la formulazione FAO56-PM. L’equazione di Hargreaves-Samani solitamente porta a degli errori nella stima di ET0 che possono essere ridotti applicando delle correzioni a scala locale. In particolare, si è voluto testare la modifica, calibrata per il bacino dell’alto Po da Ravazzani-Corbari-Morella-Gianoli-Mancini (2012), sulla base di un coefficiente correttivo funzione della quota. Ciò che emerge dall’applicazione dell’equazione di Hargreaves-Samani e della correzione alla scala locale a cui si è fatto riferimento è un comportamento sistematico di sovrastima di ET0 nei confronti della formulazione di riferimento FAO56-PM. Dopo aver constatato che tale modifica non porta a risultati soddisfacenti per il caso di studio, sono state proposte due nuove correzioni sulla base dell’osservazione della statistica di base, e in particolare dell’andamento degli indici statistici MBE (Mean Bias Error) e MBPE (Mean Bias Percentage Error) con la quota. Le due formule correttive proposte sono infine state validate su un campione di dati registrato da 8 stazioni climatologiche localizzate sempre in territorio neozelandese ma sull’Isola del Nord, per il quale sono stati riscontrati errori paragonabili a quelli ottenuti in fase di calibrazione.