Greenhouses climate modelling. Tests, adaptation and validation of a dynamic climate model

F. J. Baptista, B. J. Bailey, J. F. Meneses, L. M. Navas
2010 Spanish Journal of Agricultural Research  
Most greenhouse climate models are specific for a particular combination of greenhouse type, crop, region and weather conditions. Models are formulated and validated for those conditions and it is not easy to directly extrapolate them to other, different conditions. In order to use them the coefficients need to be calibrated by experimental work, followed by validation of the adapted model. The main purpose of this work was the application of a formal dynamic climate model, defined and
more » ... efined and validated for heated greenhouses in continental regions of Spain, to non heated greenhouses in a mild winter region at the coast of Portugal. The original model was tested, adapted and validated so it simulated the microclimate inside unheated greenhouses. The methodology used enabled the problems to be identified, the model to be modified in a systematic way and then re-run to determine the improved performance. The new model includes new properties for some boundary components and sub-models for ventilation and stomatal resistance applicable to this greenhouse-crop system and new expressions for the convection heat transfer coefficients. In the validation process predicted and measured variables were compared graphically to show trends in the data and by using statistical parameters to characterise model performance. The model was validated with data representing different weather, ventilation operation and tomato crop conditions. Good agreement between predicted and measured data was obtained. It has been proved that this model can be used to estimate the greenhouse climate conditions, based on the weather conditions and on the greenhouse-crop system characteristics. Additional key words: convection heat transfer coefficients, nocturnal ventilation, unheated greenhouses. Resumen Modelado del clima de los invernaderos. Experimentación, adaptación y validación de un modelo climático dinámico La mayor parte de los modelos climáticos de invernaderos son formulados y verificados para aquellas condiciones concretas en que fueron definidos, como son el tipo de invernadero, el cultivo y las características climáticas. Para aplicarlos en condiciones distintas, los coeficientes de los modelos deben ser calibrados, proceso seguido de la correspondiente validación del modelo adaptado. El objetivo principal del presente trabajo fue la aplicación de un modelo climático dinámico formal, definido y validado para invernaderos calefactados del interior de España con clima continental, a invernaderos no calefactados de la costa de Portugal con clima templado. La metodología empleada en este estudio permitió identificar los problemas del proceso de adaptación, modificando el modelo de una forma sistemática, para después determinar su comportamiento mejorado. El nuevo modelo climático incluye nuevas propiedades para algunos componentes de contorno, nuevos submodelos para la ventilación y la resistencia estomática del sistema invernadero-cultivo, y nuevas expresiones para los coeficientes de transferencia convectiva de calor. Para el proceso de validación, se compararon las predicciones y las mediciones de las variables ambientales del invernadero de una forma gráfica y mediante el empleo de estadísticos. El modelo fue validado con datos representando diferentes situaciones climáticas, operaciones del sistema de ventilación y condiciones del cultivo de tomate. El ajuste entre
doi:10.5424/sjar/2010082-1629 fatcat:gva7t2yzfbgldlymevdrciudim