Возможное испарение - Potential evaporation

Воспроизвести медиа

На этой анимации показано прогнозируемое увеличение потенциального испарения в Северной Америке до 2100 года по сравнению с 1980 годом на основе объединенных результатов нескольких климатических моделей.

Возможное испарение (PE) или же потенциальная эвапотранспирация (ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ) определяется как количество испарения, которое могло бы произойти при наличии достаточного источника воды. Если фактическая эвапотранспирация считается чистым результатом атмосферного спроса на влагу с поверхности и способности поверхности поставлять влагу, тогда ПЭТ является мерой спроса. Температура поверхности и воздуха, инсоляция, и ветер все влияет на это. Засушливые земли - это место, где годовое потенциальное испарение превышает годовое количество осадков.

Оценки потенциального испарения

Уравнение Торнтуэйта (1948)

${\displaystyle PET=16\left({\frac {L}{12}}\right)\left({\frac {N}{30}}\right)\left({\frac {10T_{d}}{I}}\right)^{\alpha }}$Где

${\displaystyle PET}$ - предполагаемая потенциальная эвапотранспирация (мм / месяц)

${\displaystyle T_{d}}$ - средняя дневная температура (градусы Цельсия; если она отрицательная, используйте ${\displaystyle 0}$) рассчитываемого месяца

${\displaystyle N}$ количество дней в месяце, рассчитываемое

${\displaystyle L}$ - средняя продолжительность дня (часов) рассчитываемого месяца

${\displaystyle \alpha =(6.75\times 10^{-7})I^{3}-(7.71\times 10^{-5})I^{2}+(1.792\times 10^{-2})I+0.49239}$

${\displaystyle I=\sum _{i=1}^{12}\left({\frac {T_{m_{i}}}{5}}\right)^{1.514}}$ это индекс тепла которая зависит от 12 среднемесячных температур ${\displaystyle T_{m_{i}}}$.^[1]

Несколько измененные формы этого уравнения появляются в более поздних публикациях (1955 и 1957) Торнтвейта и Мезера.^[2]

Уравнение Пенмана (1948)

В Уравнение Пенмана описывает испарение (E) с открытой водной поверхности и было разработано Говардом Пенманом в 1948 году. Уравнение Пенмана требует среднесуточной температуры, скорости ветра, атмосферного давления и солнечной радиации для прогнозирования E. Простые гидрометеорологические уравнения продолжают использоваться там, где такие данные непрактичны, чтобы дать сопоставимые результаты в определенных контекстах, например влажный климат против засушливого.

Уравнение Пенмана – Монтейта (1965)

В Уравнение Пенмана – Монтейта уравнение уточняет погодные условия потенциальная эвапотранспирация (ПЭТ) оценки площадей земель, покрытых растительностью.^[3] Она считается одной из самых точных моделей с точки зрения оценок.

Пристли – Тейлор

В Уравнение Пристли – Тейлора был разработан как замена уравнения Пенмана – Монтейта для устранения зависимости от наблюдений. Для Пристли – Тейлора требуются только наблюдения радиации (освещенности). Это делается путем удаления аэродинамических членов из уравнения Пенмана-Монтейта и добавления эмпирически полученного постоянного множителя: ${\displaystyle \alpha }$.

В основе модели Пристли-Тейлора лежит концепция, согласно которой воздушная масса, движущаяся над покрытой растительностью территорией с обильным количеством воды, будет насыщаться водой. В этих условиях фактическая эвапотранспирация будет соответствовать скорости потенциальной эвапотранспирации по Пенману. Однако наблюдения показали, что фактическое испарение в 1,26 раза превышает потенциальное испарение, и поэтому уравнение для фактического испарения было найдено путем взятия потенциальной эвапотранспирации и умножения ее на ${\displaystyle \alpha }$. Предположение здесь для растительности с обильным водоснабжением (т. Е. Растения имеют низкий уровень влажности). Такие районы, как засушливые районы с высоким уровнем влажности, оцениваются как более высокие ${\displaystyle \alpha }$ значения.^[4]

Предположение о том, что воздушная масса, движущаяся по покрытой растительностью поверхности с обильным водонасыщением, позже подверглась сомнению. Самая низкая и неспокойная часть атмосферы, пограничный слой атмосферы, не является закрытым ящиком, но постоянно приносит сухой воздух сверху в атмосферу к поверхности. Поскольку вода легче испаряется в сухую атмосферу, эвапотранспирация увеличивается. Это объясняет значение параметра Пристли-Тейлора больше единицы. ${\displaystyle \alpha }$. Собственное равновесие системы было получено и включает характеристики границы раздела атмосферного пограничного слоя и вышележащей свободной атмосферы.^[5][6]

Смотрите также

• Испарение
• Водяной пар
• Круговорот воды
• Классификация климатов Кеппена

Рекомендации

1. Торнтуэйт, К. У. (1948). «Подход к рациональной классификации климата». Географический обзор. 38 (1): 55–94. Дои:10.2307/210739. JSTOR  210739.
2. Черный, Питер Э. (2007). «Возвращаясь к водному балансу Торнтуэйта и Мезера». Журнал Американской ассоциации водных ресурсов. 43 (6): 1604–1605. Bibcode:2007JAWRA..43.1604B. Дои:10.1111 / j.1752-1688.2007.00132.x.
3. Allen, R.G .; Pereira, L.S .; Raes, D .; Смит, М. (1998). Эвапотранспирация сельскохозяйственных культур - Руководство по расчету требований к воде для сельскохозяйственных культур. Бумага ФАО по ирригации и дренажу 56. Рим, Италия: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. ISBN  92-5-104219-5. Получено 2007-10-08.
4. М. Э. Дженсен, Р. Д. Берман и Р. Г. Аллен, изд. (1990). Эвапотранспирация и потребность в воде для орошения. Руководства и отчеты ASCE по инженерным практикам. 70. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Американское общество инженеров-строителей. ISBN  978-0-87262-763-5.
5. Кульф, А. (1994). «Равновесное испарение под растущим конвективным пограничным слоем». Метеорология пограничного слоя. 70 (1–2): 34–49. Bibcode:1994BoLMe..70 ... 37C. Дои:10.1007 / BF00712522.
6. van Heerwaarden, C.C .; и другие. (2009). «Взаимодействие между захватом сухого воздуха, поверхностным испарением и развитием конвективного пограничного слоя». Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества. 135 (642): 1277–1291. Bibcode:2009QJRMS.135.1277V. Дои:10.1002 / qj.431.

• Пенман, Х.Л. (1948). «Естественное испарение из открытой воды, голой почвы и травы». Proc. Рой. Soc. Лондон, Великобритания A193 (1032): 120–145. Bibcode:1948RSPSA.193..120P. Дои:10.1098 / rspa.1948.0037. PMID  18865817.
• Brutsaert, W.H. (1982). Испарение в атмосферу: теория, история и приложения. Дордрехт, Голландия: Д. Рейдел. ISBN  90-277-1247-6.
• Бонан, Гордон (2002). Экологическая климатология. Кембридж, Великобритания: CUP. ISBN  0-521-80476-0.

внешняя ссылка

• ag.arizona.edu Глобальная карта потенциального испарения.