Using a field radiometer to estimate instantaneous sky clearness Radiômetro de campo para cálculo da clareza instantânea do céu

• Main Authors: Eduardo G. Souza, Peter Scharf, Ken A. Sudduth, James. D. Hipple
• Format: Article
• Language: English
• Published: Universidade Federal de Campina Grande 2006-06-01
• Series: Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental - Agriambi
• Subjects: agricultura de precisão; manejo de nitrogênio; reflectância; nuvem; precision agriculture; nitrogen management; reflectance; cloud
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-43662006000200018
• ISSN: 1415-4366; 1807-1929

Reflectance measurements of crop plants and canopies show promise for guiding within-season, variable-rate nitrogen (N) application. Most research results have been obtained around solar noon with clear skies. However, for practical application, the system must work under cloudy skies or away from solar noon. The objective of this work was to assess the effect of cloud conditions on reflectance measurements of a corn canopy. The approach was to estimate an instantaneous sky clearness index (ICI) which could be used to correct field radiometer data for variations in cloud cover, such that the same reflectance reading would be obtained (and the same N recommendation made) for the same plants regardless of cloud conditions. Readings were taken from morning until night over 11 days with a range of sky conditions (sunny, overcast, partly cloudy). Data from clear days were used to estimate the theoretical expected spectral global radiation incident on a horizontal surface. The ICI was calculated as the ratio between the actual spectral global radiation and the corresponding theoretical global radiation. Analysis of the ICI for each band showed that the influence of cloudiness was different for each band. Thus, the cloud effect could not be compensated by the use of a band ratio or vegetation index.<br>Medidas da reflectância das folhas das plantas mostram-se promissoras para a aplicação de nitrogênio a taxa variável; entretanto, a maioria dos resultados de pesquisa foi obtida ao redor do meio-dia solar e com céu aberto, porém para aplicações práticas um sistema tem que trabalhar debaixo de céu nublado e fora do meio-dia solar. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de condições de nuvem em medidas de reflectância de milho. A abordagem foi calcular um índice instantâneo de clareza do céu (ICI) que pode ser usado para corrigir dados de radiômetros de campo para variações em cobertura de nuvem, tal que essas reflectâncias seriam obtidas (e a mesma recomendação de N seria feita) para as mesmas plantas, não importando as condições de nebulosidade. Usaram-se leituras de manhã até a noite, de 11 dias, perfazendo uma gama variada de condições de céu (ensolarado, nublado e parcialmente nublado). Os dados de dias claros serviram para se calcular a irradiação global espectral teórica esperada em uma superfície horizontal. O ICI foi calculado como a relação entre a radiação global espectral real e a radiação global teórica correspondente. A análise do ICI para cada uma das bandas mostrou que a influência da nebulosidade foi diferente para cada banda e, portanto o efeito das condições de nuvem não poderia ser compensado pelo uso de uma relação entre reflectâncias de diferentes bandas ou pelo uso de índices de vegetação.