Как определить испаряемость климата

Испарение и испаряемость. Географическое распределение

Испарение и испаряемость

Водяной пар поступает в атмосферу посредством испарения с подстилающей поверхности и транспирации растениями. Испарение зависит от дефицита влажности и скорости ветра. На испарение тратится много тепла, так на испарение 1 г воды требуется 600 кал.

Испарение с океана на всех широтах значительно больше, чем испарение с суши. Испарение в океане может достигать величины 3000 мм в год, тогда как на суше максимум 1000 мм.

Различия в распределении испарения по широтам определяются радиационным балансом и увлажнением территории. В общем, в направлении от экватора к полюсам в соответствии с понижением температуры испарение уменьшается.

В случае отсутствия достаточного количества влаги на испаряющей поверхности испарение не может быть большим даже при высокой температуре и большом дефиците влажности. Возможное испарение, называемое испаряемость, в этом случае велико.

Над водной поверхностью испарение и испаряемость равны по величине, над сушей испарение может быть значительно меньше испаряемости. Испаряемость характеризует величину возможного испарения с суши при достаточном увлажнении.

Испарение — это отрыв молекул воды, имеющих большую внутреннюю энергию, от поверхности суши или водной поверхности. Скорость процесса испарения оценивается по формуле Дальтона:

где V — скорость испарения поверхности, кг / с * м2, есть масса воды испаряется за единицу времени с единицы площади; с — коэффициент пропорциональности, зависящий от скорости ветра, E1 — упругость насыщения при температуре испарения поверхности, е — фактический парциальное давление, р — атмосферное давление.

На практике скорость испарения принято определять в мм слоя воды испаряется за единицу времени с единицы площади. Слой воды, высотой в 1 мм, испарился с площади в 1 м2, равна массе воды 1 кг. Для различных практических и научных потребностей на основе формулы Дальтона записывают эмпирические соотношения, позволяющие рассчитывать скорости испарения из различных природных поверхностей или определять величину испарения в пределах крупного географического региона.

Для определения скорости испарения из крупных водоемов используют формулу Шулейкина:

где c — коэффициент пропорциональности, зависящий от высоты измерения скорости ветра и парциального давления е, u — скорость ветра, е — фактический парциальное давление.

Испаряемость — это величина, которая показывает, сколько воды испарилось бы с единицы площади соответствующей территории (или толщина этого слоя) при неограниченных запасах влаги. Эта величина является оценкой потенциальных возможностей региона по испарения.

Величины испаряемости в полярных широтах около 60-80 мм с максимальными значением 100-120 мм обусловлены низкими температурами воздуха и, как следствие, близкими значениями E1 (фактической упругости водяного пара) и е (максимальной упругости).

В умеренных широтах значение испаряемости растут с севера на юг и с запада на восток. На западных побережьях материков — 400-500 мм, в центре — 750-1000 мм, во внутриконтинентальных районах — 1400-1800 мм.

В тропических широтах на побережье морей и океанов испаряемость составляет 500-600 мм и значительно возрастает во внутренних районах континентов. В тропических пустынях — максимальные на планете значение испаряемости — 3000 мм.

В экваториальных широтах величина испаряемости уменьшается до 800-1200 мм за счет увеличения абсолютной влажности воздуха.

Географическое распределение фактического испарения в широтами следующий:

На широте 0-10 ° испарения на суше составляет 112 см, океане — 110 см.

На широте 20-30 ° испарения на суше составляет 37 см, океане — 130 см.

На широте 40-50 ° испарения на суше составляет 37 см, океане — 70 см.

На широте 60-90 ° испарения на суше составляет 8 см, океане — 15 см.

Источник

Вопрос 38.Что такое испаряемость, где она наибольшая и наименьшая и чем отличается от испарения.

Испаряемость — величина слоя воды (в мм), который может испариться в данном месте за рассматриваемый период. Над водной поверхностью испаряемость равна фактическому испарению. На суше, где запас влаги ограничен, испаряемость может значительно превышать фактическое испарение; эта разница тем больше, чем жарче и суше климат.

Испаряемость — скорость макс.возможного испарения,опр-ся только условиями погоды в данной местности,зав.от сухости воздуха и t испар.пов-ти.Испарение — переход жидкости или тв.тела в газообр.сост-е.Испарение зав-т еще от увл-я подстил.пов-ти.Вследствие неполного насыщения почвы водой,испарение с океанов сущ-но больше чем с суши.

Наиб.испаряемость в Сахаре,наим.в северных широтах.

Вопрос 39.Какие слагаемые уравнения теплового баланса земной поверхности уравновешивают радиационный баланс в Сахаре и в Атлантике на той же широте: радиация одинаковая,скорость испарения в Сахаре больше чем скорость испарения в Атлантике(влажность в Сахаре,а испаряться нечему).Обратные величины-турбулентный поток тепла,тк в Атлантике он больше(т.к.больше деят.слой).

Вопрос 40.Где на Земле самая большая абсолютная влажность и где самая большая относительная? Абс.самая большая в Амазонии(т.к.там есть чему испаряться,и t высокая как над океанами),отн.-там где парц.давление вод.пара=парц.давлению насыщения,пуст.Тихама(на побер.Красного моря,t до 45 о ).

Вопрос 41. Назовите закон, по кот.Меняется давление в стандартной атмосфере.Что быстрее убывает с высотой в атмосфере : давление, плотность или абсолютная влажность воздуха.

Абсолютная влажность убывает быстрее всего с высотой.Уравнение состояния.P=ρRT.

Вопрос 42.Где на Земле самая маленькая абсолютная влажность и где самая маленькая относительная. Мин.абс.вл.-субтроп.пустыни (где мало воды),мин.отн.вл.(парц давл.>>парц.давления насыщения; много пара,но парц.давл.насыщения маленькое) — Антарктида.

Вопрос 43.Что такое роса и что такое точка росы? Покажите в списке формул ту, с помощью которой можно вычислить точку росы

Роса — мельчайшие капли воды,обр-ся в процессе конденсации на з.пов-ти,особенно на траве,а также на горизонт.пов-х предметов,вечером и ночью в теплое время года.Точка росы-темп.,при кот.сод-ся в воздухе водяной пар достигает насыщения при неизменном общем давлении воздуха.Ф-лу т.росы можно вывести из ф-лы Магнуса, t_d=blg(e\E_o) \ a–lg(e\E_o).e-парц.давл.,Е_о-парц.давл.насыщения. При относительной влажности 100% фактическая температура воздуха и точка росы совпадают; при ночном охлаждении подстилающей поверхности ниже температуры точки росы. В этом случае на отдельных травинках или крупинках почвы появляются наземные продукты конденсации, известные как роса или иней, в зависимости от того положительна или отрицательна точка росы.

Вопрос 44.От чего зависит и как вычислить насыщающее парциальное давление водяного пара? Ф-ла Магнуса.Зависит только от температуры.Повышается с увеличением t. E_o=6,11 гПа, t_o=273 K, вода (a=7,63, b=241,9), лед (a=9,5, b=265,5).

Вопрос 45.Какой процесс в атмосфере приводит к конденсации водяного пара? Какие продукты атмосферной конденсации вам известны. Конденсация — переход вод.пара в воду.При охлаждении воздуха T=T_d пар становится насыщенным и способен перейти в другую фазу.Если конденсация происходит вследствие охлаждения тв.частиц до T 0 при штиле,то на них обр-ся роса или жидкий налет.При охлаждении тв.частиц до T 7 / 13 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая > >>

Источник

3.3.3. Расчет испарения с рассматриваемой территории (среднемноголетнего или заданной обеспеченности) .

Средняя многолетняя величина испарения Е для поверхностей близких к естественным за отдельный месяц рассчитывается по следующим формулам [ 7, 16]:

E = E₀, при ( 9)

при ( 10)

где E, E₀ — соответственно испарение и испаряемость, мм; M_к — величина критической влажности метрового слоя почвы, мм; M₁, M₂, -продуктивные влагозапасы почвы соответственно на начало и конец месяца, мм;

Испаряемость определяется по формуле

( 11)

где — сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха (по данным наблюдений на ближайших метеостанциях) за расчетный период в n суток, мм; K — биологический коэффициент испаряемости, зависит от времени года и вида поверхности (для мест размещения отходов коэффициент K принимается для «черного» пара или луговой растительности).

Испаряемость можно также определить по графикам зависимости испаряемости от дефицита влажности воздуха в отдельные месяцы для различных природных зон Российской Федерации [ 7] (Приложение 2, рис. П2.4).

Для условий теплого периода Северо-Запада России применяется формула [ 17]

где K‘ — биологический коэффициент испаряемости, изменяющийся в зависимости от нарастания суммы положительных температур, начиная от перехода температуры через 0° С, определяется по табл. 3 [ 17]; d_ср — среднесуточный дефицит влажности воздуха, мм; п -расчетный период, сут;

Значения биологических коэффициентов испаряемости K‘

Источник

Испарение и испаряемость

Испарение заключается в переходе воды из жидкой или твердой фазы в газообразную и в поступ­лении водяного пара в атмосферу.

Испарение – это процесс энергетический. Он зависит от количества тепловой энергии, которая может быть затрачена на данной поверхности в единицу времени, и определяется, следо­вательно, уравнением теплового баланса на земной поверхности. На океанах на испарение затрачивается до 90% энергии солнечной радиации.

Вторым метеорологическим условием, определяющим вели­чину испарения, является влагоемкость воздуха, степень его сухо­сти или влажности. Количественно она характеризуется дефицитом влажности, который в свою очередь зависит от температуры воздуха и в меньшей степени от ветра. Разумеется, испарение может происходить только при наличии воды. На суше это условие имеется далеко не везде и не всегда: аридным зонам свойствен дефицит влаги, в гумидных зонахвлагиможет не хватать в отдельные периоды. В связи с этим в метео­рологии выработано понятие об испаряемости (Ец).

Испаряемость – это максимально возможное испарение при данных метео­рологических условиях, не лимитированное запасами влаги. То же относится к термину «потенциально возможное испарение».

Испарение принадлежит к числу важнейших процессов географической оболочки. На него расходуется большая часть сол­нечноготепла. Скрытая теплота парообразования, выделяющаяся при конденсации влаги, нагревает атмосферу, и этот источник тепла для атмосферы является основным. Испарившаяся влага поступает на материки и обеспечивает их осадками.При фазовых переходах воды происходит поглощение или выделение тепла, а при цирку­ляции атмосферы оно перераспределяется. Один из видов испаре­ния—транспирация—участвует в биологических процессах и об­разовании биологической массы.

Климатическое и, особенно, биофизическое значение испаряе­мости заключается в том, что она показывает иссушающую спо­собность воздуха: чем больше можетиспариться при ограничен­ных запасах влаги в почве, тем ярче выражена засушливость. В одних местах это приводит к появлению пустынь, в других — вызывает временные засухи, в-третьих, где испаряемость ничтож­на, создаются условия переувлажнения.

В Северной Европе испарение близко к своему верхнему пре­делу — испаряемости—около 100 мм в год. В зонесухих степей Юго-Востока Европы, а также в аридных областях средиземно­морских субтропиков испаряемость достигает 1200 — 1300мм, адействительное испарение вследствие недостатка влаги составля­ет только 300 мм. Дефицит влаги — разница между осадками и испаряемостью в аридных зонах составляет примерно 600—800 мм.

Максимальная испаряемость, естественно, в пустынях, особен­но в Сахаре. В центральных ее частях она превышает4500 мм.Испарение, ограниченное ничтожным количеством осадков, не превышает 100 мм в год. Здесь на испарение расходуются не только осадки, но и подземная вода, стекающая с Атласских гор и из бассейна Центральной Африки. Разница между потенциаль­ным (4500 мм) и фактическим (около 100 мм) испарением выражает степень сухости Сахары.

Наибольшее испарение (около 1 200 мм) происходит на забо­лоченных низинах Центральной Африки—в бассейне озера Чад и Верхнего Нила. Растения, обеспеченные здесь теплом и влагой, дают наибольший на Земле прирост растительной массы. В эква­ториальной Африке испаряетсяза год слой воды в 1000мм.

Испаряемость и испарение отражают и режим осадков, и ре­жим тепла. Соотношение прихода и расхода атмосферной влаги называется атмосферным увлажнением.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

studopedia.su — Студопедия (2013 — 2023) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление

Генерация страницы за: 0.008 сек. —>

Источник

Испарение и испаряемость

Вода, входящая в состав воздуха, находится в нем в газообразном, жидком и твердом состоянии. Она попадает в воздух за счет испарения с поверхности водоемов и суши (физическое испарение), а также вследствие транспирации (испарение растениями), кото­рая является физико-биологическим процес­сом. Приземные слои воздуха, обогащенные

Рис. 37. Средние годовые значения испарения с подсти­лающей поверхности (мм/год)

водяным паром, становятся легче и поднима­ются вверх. Вследствие адиабатического по­нижения температуры поднимающегося возду­ха содержание водяного пара в нем, в конце концов, становится предельно возможным. Происходит конденсация, или сублимация, во­дяного пара, образуются облака, а из них — осадки, выпадающие на землю. Так соверша­ется круговорот воды. Водяной пар в атмо­сфере обновляется в среднем примерно каждые восемь суток. Важным звеном круговорота во­ды является испарение, которое заключается в переходе воды из жидкого или твердого аг­регатного состояния (возгонка) в газообраз­ное и поступлении невидимого водяного пара в воздух.

Испарение показывает фактическое коли­чество испаряющейся воды в отличие от ис-

1 Влажный воздух немного легче сухого, так как он менее плотный. Например, насыщенный водяным паром воздух при температуре 0° и давлении 1000 мб менее плотен, чем сухой, — на 3 г/м (0,25%). При более вы­сокой температуре и соответственно большем влагосодержании эта разница увеличивается.

паряемости — максимально возможного ис­парения, не ограниченного запасами влаги. По­этому над океанами испарение практически равно испаряемости. Интенсивностью или скоростью испарения называется количест­во воды в граммах, испаряющееся с 1 см по­верхности в секунду (V=r/см 2 в с). Измере­ние и вычисление испарения — трудная за­дача. Поэтому на практике испарение учитывают косвенным способом — по вели­чине слоя воды (в мм), испарившейся за бо­лее длительные промежутки времени (сутки месяц). Слой воды в 1 мм с площади 1 м равен массе воды 1 кг. Интенсивность испа­рения с водной поверхности зависит от ряда факторов: 1) от температуры испаряющей по­верхности: чем она выше, тем больше ско­рость движения молекул и большее их число отрывается от поверхности и попадает в воз­дух; 2) от ветра: чем больше его скорость, тем интенсивнее испарение, так как ветер от­носит насыщенный влагой воздух и приносит более сухой; 3) от дефицита влажности: чем она больше, тем интенсивнее испарение; 4) от давления: чем оно больше, тем меньше испарение, так как молекулам воды труднее оторваться от испаряющей поверхности.

Рассматривая испарение с поверхности поч­вы, надо учитывать такие ее физические свой­ства, как цвет (темные почвы из-за большо­го нагрева испаряют больше воды), механи­ческий состав (у суглинистых почв выше, чем у супесчаных, водоподъемная способность и интенсивность испарения), влажность (чем почва суше, тем слабее испарение). Важны и такие показатели, как уровень грунтовых вод (чем он выше, тем больше испарение), рель­еф (на возвышенных местах воздух подвиж­нее, чем в низинах), характер поверхности (шероховатая по сравнению с гладкой обла­дает большей испаряющей площадью), расти­тельность, которая уменьшает испарение с почвы. Однако растения сами испаряют мно­го воды, забирая ее из почвы с помощью кор­невой системы. Поэтому в целом влияние рас­тительности многообразное и сложное.

На испарение затрачивается тепло, в ре­зультате чего температура испаряющей по­верхности понижается. Это имеет большое значение для растений, особенно в экватори­ально-тропических широтах, где испарение уменьшает их перегрев. Южное океаническое полушарие холоднее северного отчасти по этой же причине.

Суточный и годовой ход испарения тесно связан с температурой воздуха. Поэтому мак­симум испарения в течение суток наблюдает-

ся около полудня и хорошо выражен лишь в теплое время года. В годовом ходе испарения максимум приходится на самый теплый месяц, минимум — на холодный. В географическом распределении испарения и испаряемости, зависящих прежде всего от температуры и запасов воды, наблюдается зональность (рис. 37).

В экваториальной зоне испарение и испа­ряемость над океаном и сушей почти одина­ковы и составляют около 1000 мм в год.

В тропических широтах их среднегодовые значения максимальные. Но наибольшие значения испарения — до 3000 мм отмеча­ются над теплыми течениями, а испаряемость 3000 мм — в тропических пустынях Сахары, Аравии, Австралии при фактическом испаре­нии около 100 мм.

В умеренных широтах над материками Евразии и Северной Америки испарение меньше и постепенно уменьшается с юга на север из-за снижения температур и в глубь материков ввиду уменьшения влагозапасов в почве (в пустынях до 100 мм). Испаряемость в пустынях, наоборот, максимальная — до 1500 мм/год.

В полярных широтах испарение и испаря­емость малы — 100 — 200 мм и одинаковы над морскими льдами Арктики и над ледника­ми суши.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник