Net Radyometre Nedir? Tarımda Enerji Dengesi ve Sulama Kararlarının Temeli
Net radyometre, “Güneşten gelen enerjinin ne kadarı gerçekten bitkiyi ve toprağı ısıtıyor ve buharlaştırıyor?” sorusuna doğrudan cevap veren ölçüm sensörüdür. Bir yüzeyin (toprak, bitki örtüsü, su yüzeyi vb.) aldığı ve kaybettiği toplam radyasyon enerjisini ölçerek yüzeyin enerji dengesini ortaya koyar.
Net Radyometre Ne Ölçer?
Net radyometre dört temel radyasyon bileşenini birlikte değerlendirir:
- Gelen kısa dalga radyasyon (Güneş ışınımı)
- Yansıyan kısa dalga radyasyon (albedo etkisi)
- Atmosferden gelen uzun dalga radyasyon
- Yüzeyden yayılan uzun dalga radyasyon
Bu bileşenlerin farkı şu şekilde ifade edilir:
Net Radyasyon = Gelen − Giden (kısa dalga + uzun dalga)
Bu nedenle net radyometre, yüzeyin gerçekten kazandığı veya kaybettiği enerjiyi ölçer.
Net Radyometre Ne İşe Yarar?
Net radyometre şu alanlarda kritik öneme sahiptir:
Tarımsal Sulama Planlaması
- Bitkinin evapotranspirasyon (ET) hesaplarının temel girdisidir
- Ne zaman ve ne kadar sulama yapılacağını belirlemede kullanılır
Mikroklima ve İklim Analizi
- Toprak–atmosfer enerji alışverişini açıklar
- Don riski, sıcaklık stresi ve ısı adası analizlerinde kritik rol oynar
Su ve Enerji Dengesi
- Toprakta ısınma, buharlaşma ve bitki transpirasyonunu doğrudan etkiler
Bitki Stres Analizi
- Düşük net radyasyon → düşük fotosentez → verim kaybı riski
FAO-56 Penman-Monteith Denkleminde Net Radyasyonun Yeri
FAO-56 Penman-Monteith denkleminde net radyasyon (Rₙ), evapotranspirasyonu belirleyen en baskın enerji terimidir. Denklemde “bitki-toprak sistemine giren net enerji”yi temsil eder.
- Rₙ: Net radyasyon (MJ m⁻² gün⁻¹)
- G: Toprak ısı akısı
- Δ: Doygun buhar basıncı eğimi
Gündüz saatlerinde ET₀’nun %60–80’i doğrudan net radyasyonla ilişkilidir. Yani bitki–toprak sistemine giren net enerji, su tüketimini belirler.
Net radyasyon:
- Toprağı ve bitkiyi ısıtır
- Suyun buharlaşması için gereken enerjiyi sağlar
Net Radyasyonun Davranışı
- Rₙ = 0 → Rüzgâr ve nem farkı olsa bile ET ciddi şekilde düşer
- Rₙ arttıkça → Bitkinin su tüketimi artar
Açık ve güneşli yaz günleri:
→ Rₙ yüksek → ET₀ yüksek → sulama ihtiyacı artar
Bulutlu / kısa günlerde:
→ Rₙ düşer → ET₀ azalır
Gece:
→ Rₙ genellikle negatiftir (yüzey enerji kaybeder)
Rₙ Nasıl Hesaplanır? (FAO-56’ya göre)
FAO-56, net radyasyonu iki parçaya ayırır:
- Kısa dalga (güneş) net radyasyonu
- α (albedo) ≈ 0.23 (referans çim)
- Rₛ → Gelen güneş radyasyonu
2. Uzun dalga net radyasyonu
Rnl
- Atmosferden gelen + yüzeyden yayılan ısı farkı
- Sıcaklık, nem ve bulutlulukla ilişkilidir
3. Toplam net radyasyon
Rn = Rns – Rnl
Pyranometer (Piranometre) Nedir?
Pyranometer, bir yüzeye gelen kısa dalga güneş radyasyonunu ölçer.
Ölçtüğü radyasyon
- Güneş kaynaklı kısa dalga
- Dalga boyu aralığı:≈ 0,3 – 3 µm (300–3000 nm)
Ne ölçer?
- Global güneş radyasyonu
- Doğrudan güneş ışını + atmosferde saçılan ışınım
Pyrgeometer (Pirgeometre) Nedir?
Pyrgeometer, yüzeyden ve atmosferden yayılan uzun dalga (termal) radyasyonu ölçer.
Ölçtüğü radyasyon
- Termal kızılötesi (uzun dalga)
- Dalga boyu aralığı: ≈ 4,5 – 50 µm
Ne ölçer?
- Atmosferden yere gelen uzun dalga radyasyon
- Yüzeyin uzaya yaydığı uzun dalga radyasyon
Pyrgeometer nasıl don riski hakkında bilgi verir?
Don neden olur?
Tarımda radyasyon donu çoğunlukla şu koşullarda oluşur:
- Açık ve bulutsuz gece
- Rüzgârın zayıf olması
- Yüzeyin (toprak/bitki) atmosfere net ısı kaybetmesi
Bu ısı kaybının ana yolu:
uzun dalga radyasyon (termal IR) ile uzaya enerji yayımıdır.
Pyrgeometer neyi ölçer?
Pyrgeometer uzun dalga radyasyonu ölçer:
- L↓ (atmosferden gelen uzun dalga)
- L↑ (yüzeyin yaydığı uzun dalga)
Gece için kritik fark:
Lnet = L↓ – L↑
- Negatif değer → Yüzey atmosfere ısı kaybediyor
- Büyüyen negatif değer → Hızlanan soğuma → don riski artıyor
Açık ve bulutlu gece farkı (kritik)
Açık gökyüzü (don riski yüksek)
- Atmosferden gelen L↓ düşük
- Yüzeyden yayılan L↑ yüksek
- Net uzun dalga kaybı büyük
- Bitki sıcaklığı hızla düşer
Pyrgeometer bunu doğrudan ölçer
Bulutlu gece (don riski düşük)
- Bulutlar IR’yi geri yayar
- L↓ artar
- Net enerji kaybı azalır
Pyrgeometer don riskinin düştüğünü gösterir.
Neden sadece hava sıcaklığı yetmez?
Don hava sıcaklığı 0 °C’nin üstündeyken bile oluşabilir. Çünkü: Bitki yaprağı havadan daha hızlı soğur.
Ölçülen hava sıcaklığı ≠ bitki yüzey sıcaklığı
Pyrgeometer, bitkinin hissettiği radyatif ortamı ölçer. Pratik don riski göstergeleri (sahada)
Pyrgeometer verisiyle:
- L↓ hızla düşüyorsa → açık gökyüzü
- Lnet < −50 W/m² → yüksek radyatif soğuma
- Lnet < −100 W/m² → kritik don riski
(eşikler ürüne ve bölgeye göre değişir)
Net radyometre varsa daha da güçlü
Net radyometre =
- Kısa dalga (gündüz)
- Uzun dalga (gece kritik)
Yani pyrgeometer verisi, geceleri net radyasyonun kendisidir.
Tarımsal karar mekanizması
Pyrgeometer sayesinde:
- Don oluşmadan önce uyarı verilir
- Rüzgâr makinesi, sisleme, sulama zamanında başlatılır
- Gereksiz müdahale önlenir
Pyrgeometer, donu değil; dona sebep olan gece radyatif ısı kaybını ölçerek, don riskini saatler öncesinden ortaya koyar.
Net Radyasyonu Ölçmeden Sulamayı Tahmin Etmeyin
Bitkinin ne kadar suya ihtiyaç duyduğunu belirleyen şey sadece sıcaklık veya nem değil, bitki–toprak sistemine gerçekten giren net enerjidir.
Esular Çözümlerimizi Keşfedin
