Laboratorio VPD e DLI: verifica delle serie temporali di umidità e luce.

Partiamo dal risultato

La giornata sintetica fornisce VPD dell'aria ≈ 1,584 kPa e DLI = 11,52 mol m⁻² giorno⁻¹. La temperatura è di 25 °C e l'umidità relativa del 50% per tutto il periodo. Il PPFD è pari a 200 dalle 08:00 fino alla mezzanotte successiva e a zero negli altri intervalli. Questi sono dati fittizi utilizzati per verificare le unità di misura e l'integrazione, non misurazioni reali.

Umidità relativa al 100% | VPD dell'aria 0 | Saturazione in questa equazione |

PPFD del periodo illuminato a 100 | DLI 5,76 | Metà della quantità di luce |

| Elimina l'intervallo 08-09 | Errore | I dati mancanti non rappresentano l'oscurità |

Leggere la panoramica del CEA per i confini del sistema. Questo laboratorio calcola le grandezze ambientali; non prevede la resa né comanda le apparecchiature.

Il VPD dell'aria richiede temperatura e umidità

Utilizzare la relazione della pressione di vapore saturo FAO-56, equazione 11, con T in °C e pressione in kPa:

A 25 °C, una pressione di saturazione arrotondata di 3,168 kPa corrisponde a circa 1,584 kPa al 50% di umidità relativa. Applicare questa equazione non lineare una sola volta ai valori medi giornalieri generalmente differisce dal calcolare la media dei valori a ogni istante.

Non viene fornita la temperatura fogliare, quindi questo non è il VPD foglia-aria. Né si tratta di un modello di traspirazione. Consultare la discussione sul VPD della MSU prima di estendere l'interpretazione alle risposte delle piante.

Il DLI pondera ciascun intervallo in base alla sua durata

Seguendo la spiegazione del DLI di Purdue, integrare il PPFD su un giorno. Ogni riga del file CSV fornisce un PPFD medio per intervallo, non una lettura istantanea per l'interpolazione trapezoidale.

Le durate sono espresse in secondi: 200 × 16 × 3600 / 1e6 = 11.52. Suddividere un intervallo senza modificarne la media lascia il totale invariato.

Una media del conteggio delle righe moltiplicata per 24 ore non è corretta per questi intervalli non uniformi. Le misurazioni istantanee richiedono un'interpolazione e una politica di gap massimo specificate separatamente.

Contratto di input

ppfd_umol_m2_s | Media dell'intervallo, μmol m⁻² s⁻¹ | 0–3000 |

I limiti di temperatura e luce sono scelte del modello didattico, non raccomandazioni di coltivazione o limiti di validità universali. I valori vuoti, NaN, infinito, luce negativa, sovrapposizioni, lacune, righe invertite e giorni incompleti vengono rifiutati. Il passaggio all'ora legale è al di fuori del modello fisso di 24 ore. Le misurazioni reali richiedono anche la posizione, la calibrazione e le registrazioni della risposta del sensore.

Eseguire l'esperimento completo

Estrai il file ZIP dell'esperimento, quindi esegui questi comandi all'interno della sua directory. Python 3.10+ e la libreria standard sono sufficienti; non sono richiesti pacchetti o accesso alla rete. Il pannello sopra funziona senza installare Python localmente. I passaggi seguenti sono facoltativi.

python3 generate.py
python3 experiment.py synthetic.csv > result.json
python3 -m unittest -v

generate.py ricrea il file CSV sintetico; Salvare una copia separata prima di modificare gli input. L'analizzatore restituisce VPD per intervallo e luce accumulata in formato JSON. Confrontare expected.json con gli hash e il contratto del file in manifest.json.

Il nucleo del calcolo è riportato di seguito; experiment.py contiene l'eseguibile completo, inclusa la validazione.

es = 0.6108 * math.exp(17.27 * temp_c / (temp_c + 237.3))
air_vpd_kpa = es * (1 - rh_pct / 100)
dose_mol_m2 += ppfd * interval_seconds / 1_000_000

Modifica, interrompi e verifica

1. Impostare ogni valore di RH a 100. Il VPD diventa zero; il DLI rimane 11,52.

2. Dimezzare il PPFD del periodo illuminato. Il DLI diventa 5,76 mentre il VPD rimane invariato.

3. Eliminare un intervallo illuminato. L'analizzatore scarta l'intervallo vuoto invece di restituire un totale fuorviante.

4. Inserire RH 0.5 . Il valore accettato è 0,5%, corrispondente a circa 3,15 kPa. Se si intendeva il 50%, i controlli di intervallo non sono in grado di rilevare tale errore di unità.

I 12 test forniti riguardano valori di riferimento indipendenti arrotondati, saturazione, variazioni proporzionali della luce, suddivisione degli intervalli, input non validi e copertura mancante. Il superamento di questi test non costituisce una validazione per una coltura. Un DLI uguale non implica una crescita uguale.

Continuare con misurazione della temperatura e campionamento: identificare quali informazioni si perderebbero convertendo le letture reali in questo formato a intervalli.