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Hrvatski🌾 Planificateur d'irrigation — Penman-Monteith ET0 en direct
Observez un véritable modèle d'évapotranspiration de référence FAO-56 Penman-Monteith calculer en direct la demande quotidienne en eau des cultures à partir d'entrées météo simulées, pilotant un calendrier d'irrigation optimisé.
À propos du planificateur d'irrigation
L'évapotranspiration de référence (ET0) est le pilier de la science moderne de l'irrigation : c'est le taux standardisé, piloté par la météo, auquel une surface de référence herbeuse hypothétique bien arrosée perd de l'eau, et elle est définie par l'équation FAO-56 Penman-Monteith — ET0 = (0,408·Δ·(Rn − G) + γ·(900/(T+273))·u2·(es − ea)) / (Δ + γ·(1 + 0,34·u2)). Cette simulation implémente réellement chaque terme de cette équation : Δ (la pente de la courbe de pression de vapeur saturante) et es/ea (pression de vapeur saturante et réelle) proviennent de la véritable formule de Tetens/Magnus appliquée à la température et à l'humidité simulées ; γ, la constante psychrométrique, est dérivée de l'altitude du champ via la formule de pression barométrique ; et Rn, le rayonnement net, est construit à partir du rayonnement extraterrestre (via la latitude et le jour de l'année), du rayonnement en ciel clair, du rayonnement net de courte longueur d'onde, et du rayonnement net de grande longueur d'onde de Stefan-Boltzmann — exactement comme le spécifie le Bulletin FAO d'irrigation et de drainage 56.
Chaque jour simulé, cet ET0 est multiplié par un coefficient cultural (Kc) que vous choisissez via les boutons de stade de croissance pour obtenir l'ETc, la demande réelle en eau de la culture, qui épuise un réservoir d'humidité du sol dimensionné par la capacité au champ, le point de flétrissement et la profondeur racinaire. La pluie remplit ce réservoir de façon aléatoire ; une fois que l'épuisement cumulé franchit votre seuil d'épuisement autorisé de gestion, le planificateur déclenche un événement d'irrigation dimensionné pour remplir exactement jusqu'à la capacité au champ — la même logique de planification d'irrigation déficitaire que les vrais systèmes de goutte-à-goutte et de pivot central utilisent. Observez le champ de culture 3D reverdir après irrigation et se flétrir pendant les périodes sèches, tandis que le graphique en direct suit l'ET0, la demande de la culture, l'humidité du sol et chaque événement d'irrigation et de pluie sur la saison de 90 jours.
Questions fréquentes
Qu'est-ce exactement que l'ET0, et en quoi diffère-t-elle de l'eau qu'une vraie culture utilise réellement ?
L'ET0, évapotranspiration de référence, est le taux de perte d'eau (en mm/jour) d'une surface herbeuse de référence hypothétique bien arrosée et en croissance active, sous la météo du jour — c'est un chiffre purement climatique qui n'a rien à voir avec la culture réellement présente sur le terrain. L'utilisation réelle d'eau par la culture, ETc, est obtenue en multipliant l'ET0 par un coefficient cultural Kc qui capture en quoi une culture spécifique à un stade de croissance spécifique diffère de cette herbe de référence. Cette simulation calcule une véritable ET0 chaque jour simulé à partir de l'équation FAO-56 Penman-Monteith, puis multiplie par le Kc que vous sélectionnez pour le stade de croissance de la culture afin d'obtenir l'ETc, la demande quotidienne réelle en eau de la culture qui épuise le réservoir d'humidité du sol.
Que signifient réellement les termes Δ, γ, es et ea dans l'équation de Penman-Monteith ?
Δ est la pente de la courbe de pression de vapeur saturante à la température moyenne du jour (kPa/°C) — combien d'humidité supplémentaire l'air pourrait contenir par degré de réchauffement, calculée à partir de la véritable dérivée de la formule de Tetens/Magnus. γ est la constante psychrométrique (kPa/°C), dérivée ici de l'altitude du champ via la formule barométrique. es est la pression de vapeur saturante que l'air aurait s'il était entièrement humide, et ea est la pression de vapeur réelle qu'il a actuellement ; toutes deux proviennent de la température et de l'humidité relative via l'équation de Tetens/Magnus, et es − ea, le déficit de pression de vapeur, est le « pouvoir asséchant » de l'air qui pilote le terme aérodynamique.
D'où vient le rayonnement net Rn, et pourquoi le flux de chaleur du sol G est-il fixé à zéro ?
Rn est calculé de la manière complète FAO-56 : le rayonnement extraterrestre Ra provient de la latitude, de la déclinaison solaire et de l'angle horaire du coucher du soleil ; le rayonnement en ciel clair Rso met à l'échelle Ra selon l'altitude ; le curseur de rayonnement solaire devient le rayonnement entrant de courte longueur d'onde Rs, qui se compense avec l'albédo de la culture de référence de 0,23 pour le rayonnement net de courte longueur d'onde Rns. Le rayonnement net sortant de grande longueur d'onde Rnl provient de la loi de Stefan-Boltzmann utilisant Tmax/Tmin en Kelvin, la pression de vapeur réelle ea, et le rapport de nébulosité Rs/Rso. Rn = Rns − Rnl. G est fixé à zéro car FAO-56 montre que le stockage de chaleur du sol au jour le jour est négligeable par rapport à Rn à un pas de temps de 24 heures.
Comment le planificateur d'irrigation décide-t-il quand et combien irriguer ?
La simulation exécute un véritable modèle de bilan hydrique du sol : un réservoir d'eau totale disponible (TAW), dimensionné à partir de la capacité au champ, du point de flétrissement et de la profondeur racinaire, commence plein et est épuisé chaque jour par l'ETc et rempli par la pluie simulée. Le curseur de seuil d'épuisement autorisé de gestion (MAD) fixe la fraction du TAW que la culture peut épuiser avant que le risque de stress ne devienne inacceptable ; une fois que l'épuisement cumulé atteint ce seuil, le planificateur déclenche un événement d'irrigation dimensionné pour remplir le réservoir exactement jusqu'à la capacité au champ — ni plus, ni moins. Cela reflète la logique de planification d'irrigation déficitaire que documente FAO-56 et que les véritables contrôleurs de goutte-à-goutte/pivot central implémentent.
Pourquoi augmenter l'humidité ou réduire la vitesse du vent diminue-t-il l'ET0, même si la température reste identique ?
L'équation divise la perte d'eau en un terme de rayonnement et un terme aérodynamique. Le terme aérodynamique est proportionnel à la vitesse du vent u2 multipliée par le déficit de pression de vapeur (es − ea) : un air calme et proche de la saturation freine la vitesse à laquelle la vapeur d'eau peut diffuser hors d'une surface foliaire, de la même façon qu'une serviette mouillée sèche plus vite dans une brise par temps sec que dans un air calme et humide. Augmenter l'humidité réduit directement es − ea ; réduire la vitesse du vent réduit le multiplicateur u2 — les deux réduisent le terme aérodynamique et l'ET0, indépendamment de l'énergie de rayonnement disponible.
Pourquoi un coefficient cultural (Kc) est-il nécessaire au lieu d'utiliser directement l'ET0 pour la planification ?
L'ET0 ne décrit que la surface herbeuse de référence ; la couverture du couvert, l'enracinement et la physiologie d'un vrai champ changent au fil de la saison et diffèrent d'une culture à l'autre. L'approche du coefficient cultural de FAO-56 capture cela avec un multiplicateur unique Kc qui est faible pendant le stade initial (essentiellement évaporation du sol nu), augmente pendant le développement du couvert, atteint son pic en milieu de saison avec un couvert complet, et rechute pendant la sénescence de fin de saison. Multiplier l'ET0 du jour par le Kc approprié au stade convertit un signal purement climatique en une estimation réelle de la demande en eau de la culture, assez précise pour planifier une véritable irrigation — exactement ce que le sélecteur de stade de croissance de cette simulation expose.
À quel point cette simulation dans le navigateur correspond-elle à la méthode de référence FAO-56 utilisée par les vrais agronomes ?
L'équation centrale et chacun de ses termes — Δ, γ, es, ea, Ra, Rso, Rns, Rnl, Rn — suit exactement les formules du Chapitre 3 de FAO-56 (Allen et al., 1998), la même méthode de référence utilisée dans le monde entier par les districts d'irrigation, les services de vulgarisation agricole et les logiciels de modélisation des cultures. Elle a été vérifiée par rapport à l'exemple travaillé de FAO-56 lui-même (Exemple 18, Bangkok) et reproduit fidèlement les termes de pression de vapeur saturante, de pente de pression de vapeur et de rayonnement net du manuel. Ce qui diffère d'un système de production, ce sont les données d'entrée : les déploiements réels puisent la météo dans des stations ou des grilles de réanalyse, tandis que cette simulation génère une trajectoire quotidienne plausible à partir de moyennes fixées par curseur avec un bruit autocorrélé, il faut donc la lire comme une démonstration du mécanisme mathématique réel, pas comme une prévision agronomique en direct pour un champ réel.
Chaque jour simulé, un calcul FAO-56 Penman-Monteith complet — Δ, γ, es, ea, Ra, Rso, Rns, Rnl, Rn — produit une véritable ET0, qui est mise à l'échelle par le coefficient cultural sélectionné en ETc et soustraite d'un réservoir d'humidité du sol régi par un seuil d'épuisement autorisé de gestion ; la pluie le remplit de façon aléatoire, et le planificateur irrigue jusqu'à la capacité au champ chaque fois que le seuil est franchi, tandis qu'un champ de culture Three.js se flétrit et reverdit visiblement avec cette même valeur d'humidité.
3D · Three.js / WebGL renderer · 60 FPS target · runs fully client-side, no install