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Tesis:

Desarrollo de una Red de Medidas y Modelización de la Radiación Fotosintéticamente Activa

  • Autor: FERRERA COBOS, Francisco

  • Título: Desarrollo de una Red de Medidas y Modelización de la Radiación Fotosintéticamente Activa

  • Fecha: 2021

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIERÍA AGRONÓMICA, ALIMENTARIA Y DE BIOSISTEMAS

  • Departamentos: PRODUCCION AGRARIA

  • Acceso electrónico: http://oa.upm.es/67177/

  • Director/a 1º: VALENZUELA BALDERRAMA, Rita X.
  • Director/a 2º: VINDEL LÓPEZ, José María

  • Resumen: Este trabajo tiene dos objetivos. El primero consiste en la planificación y el montaje de una red de medidas de radiación fotosintéticamente activa (PAR) en España. El segundo es el desarrollo de modelos de la radiación PAR para España, complementariamente, se elaborarán mapas de radiación PAR. La red de medidas de radiación PAR consta de nueve estaciones, dos de las cuales ya se encontraban operativas al inicio del proyecto. Para el montaje e instalación de las mismas se alcanzaron acuerdos de colaboración con siete instituciones que amablemente nos cedieron espacio para su montaje. Las estaciones están plenamente operativas desde mayo de 2019. En este trabajo, se presentan cuatro metodologías para la elaboración de modelos de radiación PAR. La primera propone el desarrollo de modelos desde un punto de vista regional. Para regionalizar el territorio de estudio, se realiza un análisis clúster que determina las zonas que se comportan de manera similar frente a la radiación PAR. Con esta metodología se han elaborado modelos diarios y horarios. La segunda aborda la modelización de la radiación PAR localmente, proponiendo un modelo para cada punto del área de estudio. La tercera, consiste en la corrección de un modelo previo utilizando la técnica site-adaptation y medidas de tierra. En cambio, la última aborda el desarrollo de un modelo compuesto. Este modelo se elabora como una combinación lineal de las estimaciones de los modelos locales a partir de datos medidos en las estaciones pertenecientes a la red de medidas PAR. Finalmente, se evalúa la actuación de los mejores modelos de cada metodología con los datos proporcionados por las estaciones de la red de medidas PAR, para determinar cuál de todos ellos es el más preciso, y, por lo tanto, el más adecuado para utilizarlo en la elaboración de los mapas de radiación PAR sobre España. Posteriormente, se presentan mapas mensuales, trimestrales y uno anual de radiación PAR media diaria sobre el territorio de estudio. Este trabajo presenta varias novedades. En primer lugar se ha instalado una red de nueve estaciones que proporcionan medidas minutales de PAR, que constituye la primera red de medidas PAR desplegada por todo el territorio peninsular de España. Otra aportación novedosa es la elaboración de modelos de radiación PAR para el conjunto del área peninsular de España, ya que los precedentes de la bibliografía se basan en modelos locales y no se había abordado la modelización de todo el territorio en su conjunto. También se presenta un novedoso índice basado en las probabilidades de excedencia para estimar la bondad de un modelo (válido para modelos de radiación PAR y cualquier otra variable que se desee modelar). ----------ABSTRACT---------- This work has two objectives. The first one consists of planning and setting up a network for measurements of photosynthetically active radiation (PAR) in Spain. The second is the development of PAR models for Spain. In addition, PAR maps over Spain will be elaborated. The network of PAR measurements has nine stations, two of which were already operating at the beginning of the project. Collaboration agreements were reached with seven institutions that kindly cede space for the assembly of the stations, which have been fully operational since May 2019. In the present work, four methodologies for elaborating PAR models are presented. The first one proposes the development of PAR models from a regional point of view. To regionalize the territory of study, a cluster analysis is carried out to determine the areas that behave similarly towards PAR. Daily and hourly PAR models have been developed using this methodology. The second one addresses the local modeling of PAR, proposing a model for each point of the territory of study. The third one consists of correcting a previous model using the site-adaptation technique and ground measurements. The last methodology deals with the development of a compound model. This model is elaborated as a linear combination of the estimates of the local models calculated from data measured in the stations belonging to the PAR measurement network. Finally, to determine which of them is the most accurate, and therefore the most suitable to use in the elaboration of the PAR maps over Spain, the performance of the best models of each methodology is evaluated with data provided by the stations of the PAR measurement network. Subsequently, monthly, quarterly and annual maps of average daily PAR over the study territory are presented. This work introduces several novelties. In the first place, a network of nine stations that provide minute PAR measurements have been installed, which constitutes the first network of PAR measurements deployed throughout mainland Spain. Another novel contribution is the elaboration of PAR models for mainland Spain as a whole, since the precedents of the bibliography are based on local models and the modeling of the entire territory had not been addressed. A novel index based on exceedance probabilities to estimate the goodness of a model (valid for PAR models as well as for any other variable whose modeling is intended) is presented as well.