1. 브루클리 달러법

브루크레드법은 관개 계획에서 소비수량을 추산하는 방법으로 개발됐으며, 이 방법은 유엔 식량농업기구(FAO: Food and Agriculture Organization of hte United Nations)의 관개 계획에서 가장 간편한 소비수량 추정 방법으로 채택됐다고 한다.
어쨌든 "증발 요구로 산실량이 많기 때문에 작물에 필요한 물의 양도 쉽게 알 수 있어 편리하지 않겠는가!"그러니까
기사 제목은 "기온 데이터만으로 증발 분실량을 계산할 수 있나요?"정확히 말하면 기온 데이터 외에 위도와 작물 계수도 필요하다.
그러나 기온 측정은 다른 기상 요인보다 간단했고, 위도는 구글 어스였으며, 작물 계수는 FAO가 발표한 수치여서 간단하게 조사할 수 있었다.
기온 수치라면 공개된 것도 적지 않다.
개발도상국처럼 인프라가 완비되지 않아 데이터를 제대로 얻지 못하는 지역이라도 증발 분실량이 필요하다는 것은 정말 얻기 어렵다.
이번에는 그런 브루클린법으로 증발산위와 벼의 실제 증발산량을 실제로 계산해 보고 싶습니다.
이번에 사용한 계산은 워크시트로 활력문 블로그에 공개됐다.
마음대로 사용하세요.
계산용 Excel 파일로 설견대복대애만(구 전함 미주리호)
http://blog.livedoor.jp/senkan_missouri/archives/8679858.html
글을 쓸 때 아래 서적을 참고하였다.
완산리보, 석천중웅, 대공일, 요코하마 혜차, 영정명박, 전중마루치야, 마촌정치, 적강강강부, 호야치언, 삼야철, 무전육랑, 김목량일, 와타나베 소유: 지역환경수문학, 조창서점, 2014, pp.37-39.

2. 브루클리 달러법의 계산 공식

증발 산위는'지표가 짧은 풀로 덮여 있고 물이 충분할 때의 증발 산량'이라고 정의한다.
중요한 것은 물이 충분하고 증발 과정에 제약이 없을 때의 증발 산실량이다.
브루클린법에서 증발 산위 ETp는 다음과 같은 공식으로 표시한다.

ET _{p}= K _{c} d _{L} \left( 0.46 T _{i} +8\right)

하지만

\begin{align}
K _{c} &：作物係数\\
d _{L} &：年可照時間に対する月可照時間の割合\\
T _{i} &：月平均気温\\
\end{align}

또한 어느 날의 비출 수 있는 시간 N은 다음과 같은 공식으로 표시한다.

\delta  =0.4093\cos \left( 0.01689 \left(D-173 \right) \right)\\
\omega _{o}  =\cos ^{-1} \left(- \tan\phi \tan \delta \right)\\
N =24 \dfrac{\omega _{o} }{\pi\\}

하지만

\begin{align}
D &：1月1日から数えた対象日の通算日数\\
\delta &：太陽赤緯(rad)\\
\omega _{o} &：日没時の時角(rad)\\
\phi & ：緯度
\end{align}

또 0.01689(D-173)의 단위는 rad다.
브루클린법은 기온, 위도만 있으면 증발 산위를 요구할 수 있다. 편리하군~

3. 입력 데이터 준비

3.1 기온

국내에서는 기상청이 발표한 데이터만으로도 충분하다.
기상청 과거 기상 데이터 다운로드
https://www.data.jma.go.jp/gmd/risk/obsdl/index.php
이번에는 언근기상대의 2019년 기온 데이터를 준비했다.
달.
월평균 기온(℃)
1
4.5
2
5.8
3
8.2
4
11.9
5
18.5
6
22.1
7
25.3
8
28.4
9
25.4
10
19.4
11
12.5
12
7.7
외국에서는'temperature data 글로벌'이나'temperature open data'를 검색하면 다양한 오픈 데이터를 찾을 수 있을 것이다.

3.2 위도

이번에는 기상대 소재지 정보를 보고 위도를 확인했다.
겸사겸사 말씀드리지만 위도는 35도 17도입니다.
기상대의 소재(위도)는 기상청 자료인'지역기상관측소 일람'에 취합됐다.
언근의 기상대는 35페이지에 쓰여 있다.
기상청: 지역 기상 관측소 일람
https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/amedas/ame_master.pdf
해외 또는 독자적으로 설치된 기상관측소 데이터를 활용하면 구글 어스 프로(무료)를 통해 조사할 수 있다.
위도 경도가 표시되는 Google Earth Pro를 열고 커서를 임의의 위치에 놓습니다.

3.3 작물 계수

작물 계수에 대한 상세한 설명은 생략할 수 있지만, 작물 계수의 주요 용도를 간단하게 소개한다.
작물 계수는 작물의 각 생장 단계의 고유한 값으로 식물의 활성 표현이라고 볼 수 있다.
작물 계수×증발 산위는 작물의 증발량과 같기 때문에 간이 증발 산량의 추측 기법으로 자주 사용된다.
작물 계수는 FAO가 발표한 수치가 있기 때문에 일반적으로 직접 사용하거나 적용 지역, 작물에 따라 교정해서 사용하도록 한다.
이 사진 아래 표는 각 작물의 생장 단계(생장 초기, 생장기, 생장 중기, 생장 종료기)의 길이를 보여 준다.
작물 계수는 아래 사이트에서 얻을 수 있다.
FAO:Single crop koefficient(Kc)
http://www.fao.org/3/x0490e/x0490e0b.htm

↓쌀의 성장 초기, 성장기, 성장 중기, 성장 종료기는 각각 30일, 30일, 180일, 40일이다.
성장 단계
일 수(일)
성장 초기(Ini)
30
장기 (Dev)
30
성장 중반(Mid)
80
발육기(late)
40
합계
180

또 성장단계별 작물계수 Kc표도 맞춘 데이터로 게재됐다.


쌀의 성장 초기, 성장 중기, 수확 시 작물 계수 Kc는 각각 1.05, 1.2, 0.6~0.9이다.
성장 단계
작물 계수 Kc
성장 초기(Ini)
1.05
성장 중반(Mid)
1.2
수확시(끝)
0.6～0.9
합계
180
사실 이 작물의 계수 Kc와 생장 단계의 길이는 이렇게 사용할 수 없다.
이런 감각의 선형 삽입값은 각 생장 단계에서 작물의 계수를 찾을 때만 사용할 수 있다.

쌀이면 작물 계수 곡선이 이런 느낌이에요.
또 수확할 때의 작물 계수는 0.75이다.

4. 계산 결과

태양이 비출 수 있는 시간 N은 이렇다.

증발 산위 ETp가 그렇습니다.

5. 만년필 인법과 비교

빈인법의 증발 산위와 비교하면 브루클리 달러법의 평가는 약간 높다.


그러나 필자는 실제로 브루클린법이 얼마나 정확한지 모른다.
일단 연구 등에 사용되면 그 부분도 문헌 심사가 필요하다.
또 광량계, 토양수분감소법 등과 비교해 사용한 것은 나무랄 데가 없다.

6. 벼의 증발 산실량(작물 계수법)

브루클린법으로 구한 증발 산위를 작물 계수에 곱하면 실제 증발 산량이 필요하다.
결과는 다음 그림과 같습니다.
이런 절차에 따라 거칠지만 작물은 필요한 수량이 필요하다.

7. 끝말

브루클린법의 증발 산실량 추정치가 적절한지, 연구 등 실제 사용된 것들은 검증(현장의 실험+문헌평론)이 필요하지만, 학생들이 자율적으로 학습하면 난이도가 낮은 것이 적절한 수법이라고 생각한다.
가능하면 도전해보세요.
이번에 사용한 계산은 워크시트로 활력문 블로그에 공개됐다.
마음대로 사용하세요.
계산용 Excel 파일로 설견대복대애만(구 전함 미주리호)
http://blog.livedoor.jp/senkan_missouri/archives/8679858.html
검색 키워드:
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