Effect of temporal resolution of wind data on wind erosion prediction with the Revised Wind Erosion Equation (RWEQ) = Efecto de la resolución temporal de los datos de viento en la predicción de la erosión eólica con el modelo RWEQ

Abstract

In wind erosion modelling and assessment, wind speed is a crucial variable. Available records for large regions of the world generally show relatively low temporal resolution. The effect of using wind data of different temporal resolutions in RWEQ discrete and continuous versions was assessed. Wind erosion was measured during 82 high-wind events occurring between 2005 and 2008. Simulated and measured erosion values were compared. For wind erosion simulation during discrete periods, the model was loaded with wind speeds averaged in 5 minutes and 1 hour- intervals. For continuous simulation, a weather file for RWEQ/ 97 was developed and Weibull factors were calculated using both hourly and daily wind speeds. When the discrete version of RWEQ was used with hourly wind speeds instead of five-minute averages, the total simulated soil loss was reduced by 44%. The model efficiency was not significantly affected by wind speed data resolution. RWEQ continuous version, loaded with monthly Weibull parameters using hourly wind speeds, calculated zero erosion. Monthly Weibull distribution scale factors calculated using daily wind speeds were reduced by 32% on average with respect to hourly data. Increasing the Weibull scale parameter by up to 50% slightly improved the monthly simulated erosion rates. Using low resolution wind speed data reduces the model outputs. This may be corrected but a large amount of field information is needed.

El viento es la variable fundamental en la simulación de la erosión eólica. A partir de los registros de velocidad de viento, los modelos calculan la energía eólica disponible para producir erosión. En vastas regiones del mundo, los registros de viento presentan una resolución temporal relativamente baja. Se evaluó el efecto del uso de registros de viento de diferente resolución temporal en la versión discreta y continua del modelo RWEQ. La erosión eólica se midió en una parcela experimental durante 82 eventos de viento fuerte ocurridos entre 2005 y 2008. Los valores de erosión simulados y medidos fueron comparados. Para la simulación de la erosión eólica durante períodos discretos, se utilizó una hoja de cálculos conteniendo las ecuaciones del modelo RWEQ. El modelo se cargó con velocidades de viento registradas cada 5 minutos, y promediadas en intervalos de 1 hora. Para la simulación continua se utilizó el modelo RWEQ/97, para el cual se elaboró una base de datos climáticos utilizando registros de viento horarios, y otra utilizando registros diarios. Cuando la versión discreta de RWEQ se utilizó con velocidades del viento horarias en lugar de promediadas cada 5 minutos, la pérdida total del suelo simulada se redujo en un 44%. La eficiencia del modelo no se vio afectada significativamente por la resolución temporal de los registros de viento. La versión continua RWEQ/97 cargada con los parámetros de Weibull mensuales calculados utilizando registros horarios simuló cero erosión. Los factores de escala de la función de Weibull se redujeron en promedio un 32% al utilizar velocidades de viento diarias en lugar de horarias. El incremento de los parámetros de escala de la función de Weibull en un 50% mejoró ligeramente los valores mensuales de erosión simulados. El uso de registros de velocidad de viento de menor resolución temporal redujo los valores simulados. La corrección de estos valores es factible, pero requiere de una gran cantidad de mediciones de campo