Daily reference evapotranspiration prediction in Iran: A machine learning approach with ERA5-land data
Notice bibliographique
Résumé
Iran, characterized by diverse climatic conditions, including arid, semi-arid, and humid subtropical regions, where ET₀ dynamics vary significantly due to climatic differences. Reference evapotranspiration (ET₀) is a fundamental component of hydrological modelling and plays a critical role in agricultural water management. Reliable ET₀ predictions are essential for optimizing irrigation systems and estimating water demand. This study evaluates the potential of ERA5-Land reanalysis data, in combination with a Random Forest (RF) machine learning model, to predict daily and 8-day ET₀ across these diverse climatic conditions. Daily ET₀ values were calculated using the FAO-56 Penman-Monteith model and validated against ground-based observations from 50 weather stations (2008–2017). The RF model was trained using ERA5-Land climatic variables (air temperature, relative humidity, and ET₀ from ERA5-Land) along with the day of the year (DOY). Results demonstrated a high correlation between ERA5-Land temperature estimates and observed station data (Pearson correlation coefficient, r = 0.97; Root Mean Square Error, RMSE = 2.77°C), while relative humidity showed a weaker agreement (Normalized Root Mean Square Error, NRMSE = 21 %). The RF model outperformed traditional approaches in arid and semi-arid regions, achieving NRMSE values of 25 % and 28 %, respectively, with a 60 % improvement over humid regions. At the 8-day scale, predictive accuracy improved further (RMSE = 6.05 mm/8 days, r = 0.99). Beyond model performance, this study provides new insights into the spatiotemporal variability of ET₀ across different climatic zones. The findings indicate that temperature is the dominant climatic factor driving ET₀ variability, while relative humidity exhibits higher uncertainty, particularly in humid regions. Seasonal trends highlight notable summer ET₀ peaks exceeding 30 mm/day in arid zones, emphasizing the need for climate-adaptive irrigation strategies. The proposed methodology is computationally efficient, requiring minimal input variables, and demonstrates robust and scalable performance for large-scale ET₀ estimation. These findings provide a cost-effective solution for water resource management, drought monitoring, and climate change adaptation, particularly in data-scarce regions. • Random Forest model accurately predicted 1- and 8-day ET0in Iran using ERA5-Land reanalysis data. • ERA5-Land air temperature (T ERA5-Land ) data correlated strongly with ground-based measurements, unlike relative humidity. • Predicted ET 0 varied seasonally and annually, reflecting climate factors' influence. • Integrating machine learning and climate data improves water resource management and hydrological modeling, especially in data-sparse regions.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».