3. Емпиријске формуле за израчунавање испаравања (4)

Transcript

1 Емпиријске формуле за израчунавање испаравања (4)

2 3.1 Основни појмови o испаравању 3.2 Кружење воде у природи У атмосфери водена пара затвара један круг који је познат под именом кружење воде или водене паре у атмосфери. Са површине копна и водених басена испарава се вода која затим доспева у атмосферу где се кондензује. Као продукти кондензације јављају се облаци. Из неких од њих падају падавине. Оне као нова вода поново доспевају на површину копна или водених басена - чиме је круг затворен.

3 Испаравање 3.3 Прелазак из течног у гасовито агрегатно стање (пару) за што је потребно да се утроши енергија тзв. латентна топлота испаравања. Овај процес се интензивира са повишењем температуре Испаравање изнад шоље с чајем Испаравање у природи

4 Како се објашњава процес испаравања? 3.4 Процес испаравања се на молекуларном нивоу одвија на следећи начин: молекули достижу довољну кинетичку енергију (брзину) да се одвоје од привлачне силе суседних молекула и одвајају се од површине течности. Тиме течност губи део своје унутрашње енергије. Тако, на пример, људи дувају изнад врућег чаја да би убрзали испаравање и снизили његову температуру. Кохезионе силе држе молекуле који испаравањем беже

5 Испаравање у природи 3.5 Испаравање представља једну од основних компоненти водног и енергетског биланса активне површине са које се обавља испаравање. У природним условима активна површина може да буде: слободна водена површина, голо земљиште и биљни покривач. За практичне потребе испаравање се изражава преко висине слоја воде у милиметрима која се испари у јединици времена (kg m -2 s -1 или mm s -1 ). Далтонов закон Е i интензитет испаравања E 1 температура активне површине која се испарава е притиска водене паре која се налази у ваздуху p атмосферски притисак E i = C w E 1 e p C w константа (kg m 2 s -1 ) која зависи од неке средње брзине ветра

6 3.6 Врсте испаравања у природи У метеорологији се употребљавају два појма за дефинисање испаравања са засићене или незасићене површине. Један је појам потенцијалног испаравања, под којим се подразумева максимална количина воде која би могла да се испари при одређеним временским условима. Ова дефиниција се односи на водену површину али и на друге активне површине, под условом да имају довољно воде. Наиме, потенцијално испаравањe са голог земљишта засићеног до пољског водног капацитета, затим са оптимално влажне, компактне травнате површине и са водене површине практично се подударају. Други појам се односи на стварно испаравање које представља количину воде која се испарава у постојећим условима и у првом реду зависи од количине влаге у земљишту.

7 3.7

8 3.2 Eмпиријске формуле 3.8 Значење речи емпиријски гр. искуствен, оно што произилази из искуства Сврха емпиријских формула? Познавање вредности појединих метеоролошких елемената (Земљино израчивање, противзрачење атмосфере, испаравање) је веома важно за неке прорачуне у метеоролошкој а доста често и у пољопривредној пракси. На пример, приликом израчунавања топлотног биланса различитих природних површина као што су: водени базени, голо земљиште или земљиште под вегетацијом. Међутим, познавање њихових вредности осмотрених у мрежи стандардних метеоролошких станица, у поређењу са другим метеоролошким елементима је веома оскудно. Због тога се често и прибегава одређивању емпиријских формула.

9 Како се долази до емпиријске формуле (како се она конструише)? 3.9 1) Претпостави се да атмосферска променљива за коју се одређује формула, f, зависи од два или више метеоролошких елемената ( x 1, x 2,... x n ), тј. 2) Том приликом увек се води рачуна да се предност да оним елементима од којих уочени елеменат, по нашем искуству, највише и зависи. У пракси тај број обично не прелази број од три елемента 3) Мерење уоченог елемента и елемената које смо изабрали, при чему мерења треба да задовоље следећа два услова: а) да обухвате више различитих временских ситуација и б) да их има довољан број чиме се обезбеђује и поуздана примена неког математичког поступка при њиховој обради 4) На основу искуства претпостављамо и облик функционалне зависности у једначини (корак 1) f = f ( x 1,x 2,x 3,...,x n ).

10 5) Неким од поступака математичке статистике одреде се вредности коефицијената чиме се добија коначна формула. Обично је то метод најмањих квадрата ) У емпиријској формули знак једнакости назначава да је формула само приближно тачна Пример: Брентова (Brent) формула Емпиријска формула за израчунавање противзрачења атмосфере тзв. Брентова формула која има облик E = σt (a + b e ) 4 a a a T а - апсолутна температура ваздуха на некој висини (која обично одговара висини метеоролошког заклона, тј. 2 m) а = 0,526 b = 0,065 (mb) -1/2 e а - одговарајући притисак водене паре у милибарима

11 3.10 Годишњи ход противзрачења атмосфере у Новом Саду израчунатог преко Брентове емпиријске формуле