Evaluation of an evapotranspiration estimation model in a dryland basin
DOI:
https://doi.org/10.24850/j-tyca-2026-03-05Keywords:
evapotranspiration, water balance, drainage basins, data collection, climatic data, Napostá Grande stream, ArgentinaAbstract
The components of the water balance: precipitation, real evapotranspiration, interception, surface runoff and infiltration, require the continuous recording of hydroclimatic data. Global climate data are a very useful alternative to the deficiency of records in poorly instrumented basins, although with different degrees of reliability. This study evaluates and compares two popular data sets, CPC and CFSR, which could be used to complete other series and establish an expression of evapotranspiration, the most important component of the water balance that adequately represents the response of the system. The Napostá Grande stream, Argentina, a medium-sized watershed that shows a mostly agricultural development in a dry sub-humid climate, is taken as a case study. Precipitation and daily maximum and minimum temperatures were statistically analyzed for both sets and meteorological records for 1979-2013. Actual and potential evapotranspiration were estimated using the Turc, Papadakis and Thornthwaite methods and the resulting annual water balance for 2012 and 2013 was validated by comparing the initial abstractions obtained with those determined by the NRCS method. The results recommend the use of Papadakis and Turc for the estimation of ET and the CPC data series, as they adequately reproduce the observed climatological trend. The validation of the model corroborated both the interception component and the basin curve number. This model is a vital tool for the simulation of hydrological behavior and would make it possible to plan human and industrial supply and agri-food development in the basin, thus promoting regional autonomy.
References
Abatan, A. A., Abiodun, B. J., Lawal, K. A., & Gutowski, W. J. (2015). Trends in extreme temperature over Nigeria from percentile-based threshold indices. International Journal of Climatology, 6(6), 2527-2540. https://doi.org/10.1002/joc.4510
Aliaga, V. S., Ferrelli, F., & Píccolo, M. C. (2017). Regionalization of climate over the Argentine Pampas. International Journal of Climatology, 37, 1237-1247. https://doi.org/10.1002/joc.5079
Brendel, A. S. (2023). Impacto del cambio climático: un análisis espacial del riesgo en el sur de la región pampeana (Argentina). Papeles de Geografía, 69, 155-168. https://doi.org/10.6018/geografia.563951
Carbone, M. E., Fornerón, C. F., & Píccolo, M. C. (2015). Impacto de los eventos de sequía en la región de la cuenca hidrográfica de la laguna Sauce Grande (provincia de Buenos Aires, Argentina). Investigaciones Geográficas, 63, 131-142. https://doi.org/10.14198/INGEO2015.63.09
Carrica, J. C. (1998). Hidrogeología de la cuenca del arroyo Napostá Grande, provincia de Buenos Aires (tesis doctoral). Universidad Nacional del Sur, Bahía Blanca, Argentina.
Carrica, J. C., & Lexow, C. (2004). Evaluación de la recarga natural al acuífero de la cuenca superior del arroyo Napostá Grande, provincia de Buenos Aires. Revista de la Asociación Geológica Argentina, 59(2), 281-290. https://revista.geologica.org.ar/raga/article/view/1411
Casado, A., Berón-de-la-Puente, F. J., & Gil, V. (2024). Series de precipitación global: implicancias para el estudio de eventos extremos en áreas serranas. FACENA, 34(2), 82-103. https://doi.org/10.30972/fac.3427735
Casado, A., & Campo, A. M. (2019). Extremos hidroclimáticos y recursos hídricos: estado de conocimiento en el suroeste bonaerense, Argentina. Cuadernos Geográficos, 58(1), 6-26. https://doi.org/10.30827/cuadgeo.v58i1.6751
Casado, A., & Picone, N. (2018). Aplicabilidad de los datos grillados para el análisis espaciotemporal de las precipitaciones, Provincia de Buenos Aires (Argentina). Párrafos Geográficos, 17(1), 46-62. https://www.revistas.unp.edu.ar/index.php/parrafosgeograficos/article/view/505
Cedex, Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas. (2017). Evaluación del impacto del cambio climático en los recursos hídricos y sequías en España. Madrid, España: Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente. http://www.cedex.es/NR/rdonlyres/3B08CCC1-C252-4AC0-BAF7-1BC27266534B/145732/2017_07_424150001_Evaluaci%C3%B3n_cambio_clim%C3%A1tico_recu.pdf
CEPAL, Comisión Económica para América Latina y el Caribe (2011). Agricultura y cambio climático: instituciones políticas e innovación. Santiago de Chile, Chile: Naciones Unidas. https://www.uncclearn.org/resources/library/agricultura-y-cambio-climatico-instituciones-politicas-e-innovacion/
Chow, V. T., Maidment, D. R., & Mays, L. W. (2000). Hidrología aplicada. Santafé de Bogotá, Colombia: McGraw-Hill.
CIMA, Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. (2015). Cambio climático en Argentina: tendencias y proyecciones. 3ra Comunicación Nacional de la República Argentina a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático. Buenos Aires, Argentina: Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. https://www.cima.fcen.uba.ar/wp-content/uploads/2025/08/CCenArg-Tendencias-y-proyecciones.pdf
Cleves-Leguizamo, J. A., Calderón, J., & Martínez-Bernal, L. F. (2016). Los balances hídricos agrícolas en modelos de simulación agroclimáticos. Una revisión analítica. Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas, 10(1), 149-163. https://doi.org/10.17584/rcch.2016v10i1.4460
Conagua, Comisión Nacional del Agua. (2011). Manual para el control de inundaciones. Tlalpan, México: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. https://www.snieg.mx/Documentos/IIN/Acuerdo_10_IX/manual-para-el-control-de-inundaciones.pdf
Custodio, E., & Llamas, M. R. (1983). Hidrología subterránea. Tomo I (2ª ed.). Barcelona, España: Ediciones Omega S. A.
Dai, A., & Zhao, T. (2017). Uncertainties in historical changes and future projections of drought. Part I: Estimates of historical drought changes. Climate Change, 144, 519-533. https://doi.org/10.1007/s10584-016-1705-2
FAO, Food and Agriculture Organization. (ed). (2006). Cuaderno 56: evapotranspiración del cultivo. Rome, Italy: Food and Agriculture Organization. https://www.fao.org/4/x0490s/x0490s00.htm
Ferrelli, F., Brendel, A. S., Aliaga, V. S., Píccolo, M. C., & Perillo, G. M. E. (2019). Climate regionalization and trends based on daily temperature and precipitation extremes in the south of the Pampas (Argentina). Cuadernos de Investigación Geográfica-Geographical Research Letters, 45(1), 93-416. https://doi.org/10.18172/cig.3707
Gaspari, F. J., Bruno, J. E., Rickfelder, R. M., Hauri, B. A., Cornely, I. O., Oroná, C. R., & Leonart, M. G. (2006). Manejo integral de cuencas hidrográficas serranas del Partido de Tornquist-Estudio de prefactibilidad. La Plata, Argentina: Grupo de Manejo de Cuencas Hidrográficas, Universidad Nacional de La Plata.
Gil-Meseguer, E., Martínez-Medina, R., & Gómez-Espín, J. M. (2018). El trasvase Tajo-Segura (1979-2017): actuaciones para su futuro en España. Tecnología y ciencias del agua, 9(2), 192-209. https://doi.org/10.24850/j-tyca-2018-02-08
González-Hidalgo, J. C., Vicente-Serrano, S. M., Peña-Angulo, D., Salinas, C., Tomas-Burguera, M., & Beguería, S. (2018). High-resolution spatio-temporal analyses of drought episodes in the western Mediterranean basin (Spanish mainland, Iberian Peninsula). Acta Geophysica, 66, 381-392. https://doi.org/10.1007/s11600-018-0138-x
Guevara-Díaz, J. M. (2006). La fórmula de Penman-Monteith FAO 1998 para determinar la evapotranspiración de referencia, ETo. Terra. Nueva Etapa: XXII, 22(31), 31-72. https://saber.ucv.ve/ojs/index.php/rev_terr/article/view/1296
Herrera-Franco, G., Martos-Rosillo, S., Carrión-Mero, P., Morante-Carballo, F., Briones-Bitar, J., Durán, A., Vélez-Upegui, J., Castro-Lucic, M., Mateos, L., Bardales, J. D., Peña, F., & Gutiérrez-Ojeda, C. (2020). Siembra y cosecha de agua (SyCA), técnicas ancestrales que solucionan problemas del siglo XXI. 18 th LACCEI International Multi-Conference for Engineering, Education, and Technology. https://doi.org/10.18687/LACCEI2020.1.1.299
Huo-Po, C., Jian-Qi, S., & Xiao-Li, C. (2013). Future changes of drought and flood events in China under a global warming scenario. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 6(1), 8-13. https://doi.org/10.1080/16742834.2013.11447051
IFPRI, International Food Policy Research Institute. (ed). (2009). Cambio climático: el impacto en la agricultura y los costos de adaptación. Washington, UA: International Food Policy Research Institute. https://www.fao.org/fileadmin/user_upload/AGRO_Noticias/docs/costo%20adaptacion.pdf
Iguacel, N. A., Aguinaga-Martínez, M., Rango, B. J., & López N. C. (2021). Balance hídrico aplicado al cálculo de evapotranspiración normal en una subcuenca serrana. Revista Estudios Ambientales, 9(2), 193-211. https://doi.org/10.47069/estudios-ambientales.v9i2.1290
INDEC, Instituto Nacional de Estadística y Censos. (ed). (2018). Censo nacional agropecuario. Buenos Aires, Argentina: INDEC. https://www.indec.gob.ar/indec/web/Nivel4-Tema-3-8-87
IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change. (2014). Climate change 2014-Impacts, adaptation and vulnerability. Part B: Regional aspects: Working group II Contribution to the IPCC fifth assessment report, 2. Cambridge, UK: Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415386
IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change. (2021). Climate change 2021: The physical science basis. Contribution of working group I to the sixth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, UK: Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781009157896
Lawal, I. M., Bertram, D., White, C. J., Jagaba, A. H., Hassan, I., & Shuaibu, A. (2021). Multi-criteria performance evaluation of gridded precipitation and temperature products in data-sparse regions. Atmosphere, 12(12), 1597. https://doi.org/10.3390/atmos12121597
López, N. C., Casado, A., Revollo, N. V., & Gil, V. (2023). Potencial de escorrentía en función del número de curva en una cuenca serrana, Napostá Grande (Argentina). Geociências, 42(3), 403-418. https://doi.org/10.5016/geociencias.v42i3.17188
Maenza, R. A., Agosta, E. A., & Bettolli, M. L. (2017). Climate change and precipitation variability over the western ‘Pampas’ in Argentina. International Journal of Climatology, 37, 445-463. https://doi.org/10.1002/joc.5014
Manis, E. S., Rosa, R. J., De-Negri, G. A., & Gaspari, F. J. (2024). Estimación del coeficiente de cultivo Kc para los cultivos de invierno y pastizales en la cuenca alta del río Sauce Chico de la Provincia de Buenos Aires a partir de sensores remotos. Revista de la Facultad de Agronomía, 123, 1-13. https://doi.org/10.24215/16699513e136
Marcos-García, P., & Pulido-Velázquez, M. (2017). Cambio climático y planificación hidrológica: ¿es adecuado asumir un porcentaje único de reducción de aportaciones para toda la demarcación? Ingeniería del Agua, 21(1), 35-52. https://doi.org/10.4995/ia.2017.6361
Marini, M. F. (2015). Determinación de la superficie bajo riego con pivot central en el sudoeste de la provincia de Buenos Aires (Argentina) utilizando imágenes satelitales. Agronomía & Ambiente, 35(2), 109-119. https://agronomiayambiente.agro.uba.ar/?journal=AyA&page=article&op=view&path%5B%5D=41
Marinissen, A. (2009). Impacto económico del riego complementario en el sudoeste Bonaerense (tesis magíster). Universidad Nacional del Sur, Bahía Blanca, Argentina.
MOPU, Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo (1992). Impacto económico del riego complementario en el sudoeste Bonaerense. Madrid, España: Ministerio del Medio Ambiente, Secretaría General de Medio Ambiente.
Morote, A. F., Olcina, J., & Hernández, M. (2019). The use of non-conventional water resources as a means of adaptation to drought and climate change in semi-arid regions: South-Eastern Spain. Water, 11(1), 1-19. https://doi.org/10.3390/w11010093
NRCS, Natural Resources Conservation Service. (2004). Chapter 10. Estimation of direct runoff from storm rainfall. In: National engineering handbook. Washington, USA: United States Department of Agriculture.
ONUAA, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. (2000). Manual de captación y aprovechamiento del agua de lluvia. Experiencias en América Latina. Serie Zonas Áridas y Semiáridas (Núm. 13). Santiago de Chile, Chile: Food and Agriculture Organization. https://agua.org.mx/biblioteca/manual-de-captacion-y-aprovechamiento-del-agua-de-lluvia-experiencias-en-america-latina/
Papadakis, J. (ed). (1966). Climates of the world and their agricultural potentialities. Buenos Aires, Argentina: Papadakis, J.
Penman, H. L. (1948). Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Proceedings of the Royal Society of London A., 1993 (pp. 120-145). https://doi.org/10.1098/rspa.1948.0037
Pérez, S., Sierra, E., Momo, F., & Massobrio, M. (2015). Changes in average annual precipitation in Argentina’s Pampa region and their possible causes. Climate, 3(1), 150-167. https://doi.org/10.3390/cli3010150
Redondo-Orts, J. A., López-Ortiz, M. I., Melgarejo-Moreno, J., & Fernández-Aracil, P. (2023). Análisis y alternativas para paliar el déficit hídrico en la demarcación hidrográfica del Segura (2022-2027), sureste de España. Investigaciones Geográficas, 79, 179-206. https://doi.org/10.14198/INGEO.23607
Sánchez, M., García, J. L., Adame, S., Macedo, A., & Excebio, A. A. (2023). Evaluación de la precipitación y temperatura del CFSR (Climate Forecast System Reanalysis) en la cuenca del río Mayo. Tecnología y ciencias del agua, 15(5), 241-293. https://doi.org/10.24850/j-tyca-2024-05-05
Sánchez-San-Román, F. J. (2018). Evapotranspiración. Salamanca, España: Departamento de Geología Universidad de Salamanca.
Santillán-Gutiérrez, E., Dávila-Vázquez, G., De-Anda-Sánchez, J., & Díaz-Torres, J. J. (2013). Estimación del balance hídrico mediante variables climáticas en la cuenca del río Cazones, Veracruz, México. Revista Ambiente & Água, 8(3), 104-117. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1147
Shahid, S. (2010). Recent trends in the climate of Bangladesh. Climate Research, 42(3), 185-193. https://doi.org/10.3354/cr00889
Shelton, M. L. (2009). Hydroclimatology: Perspectives and applications. Cambridge, UK: University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9780511754746
Steduto, P., Hsiao, T., Fereres, E., & Raes, D. (2012). Respuesta del rendimiento de los cultivos al agua (Estudio FAO 66: Riego y Drenaje). Roma, Italia: Food and Agriculture Organization. https://openknowledge.fao.org/handle/20.500.14283/i2800s
Sun, Q., Miao, C., Duan, Q., Ashouri, H., Sorooshian, S., & Hsu, K. L. (2018). A review of global precipitation data sets: Data sources, estimation, and intercomparisons. Reviews of Geophysics, 56(1), 79-107. https://doi.org/10.1002/2017RG000574
Tang, X., Zhang, J., Wang, G., Yang, Q., Guan, T., Liu, C., Jin, J., Liu, Y., & Bao, Z. (2019). Evaluating suitability of multiple precipitation products for the Lancang River Basin. Chinese Geographical Science, 29(1), 37-57. https://doi.org/10.1007/s11769-019-1015-5
Thornthwaite, C. W. (1948). An approach toward a rational classification of climate. Geographical Review, 38, 55-94. https://doi.org/10.2307/210739
Wang, Z., Zhong, R., Lai, C., Zeng, Z., Lian, Y., & Bai, X. (2018). Climate change enhances the severity and variability of drought in the Pearl River Basin in South China in the 21st century. Agricultural and Forest Meteorology, 249, 149-162. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2017.12.077
WMO, World Meteorological Organization. (2021). 2021 State of climate Services: Water (WMO-No. 1278). https://library.wmo.int/idurl/4/57630
Zhu, Q., Xuan, W., Liu, L., & Xu, Y. P. (2016). Evaluation and hydrological application of precipitation estimates derived from PERSIANN‐CDR, TRMM 3B42V7, and NCEP‐CFSR over humid regions in China. Hydrological Processes, 30(17), 3061-3083. https://doi.org/10.1002/hyp.10846
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Tecnología y ciencias del agua

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
By Instituto Mexicano de Tecnología del Agua is distributed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License. Based on a work at https://www.revistatyca.org.mx/. Permissions beyond what is covered by this license can be found in Editorial Policy.






