ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα 5: Εξατμισοδιαπνοή. Καθ. Αθανάσιος Λουκάς. Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών

Transcript

1 Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ Καθ. Αθανάσιος Λουκάς Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Πολυτεχνική Σχολή

2 ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΗΣ ΘΕΜΑΤΙΚΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑΣ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΦΥΣΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΜΕΤΡΗΣΗ ΕΞΑΤΜΙΣΗΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗΣ 2

3 Εισαγωγικές έννοιες Εξάτμιση(evaporation): η μετατροπή του νερού από την υγρή στην αέρια φάση. Διαπνοή (transpiration): η μετατροπή του νερού σε υδρατμούς που πραγματοποιείται στους πόρους της χλωρίδας, και ιδίως των φυλλωμάτων των φυτών(έδαφος ρίζες αγγειακό σύστημα πόροι φυλλωμάτων στόματα). Πραγματική Eξατμισοδιαπνοή (actual evapotranspiration): το σύνολο των πραγματικών απωλειώννερούαπό τηνεξάτμισηεδαφών και από τη διαπνοή της χλωρίδας. Δυνητική εξατμισοδιαπνοή (potential evapotranspiration): η ποσότητα της εξατμισοδιαπνοής που πραγματοποιείται από εδαφικές επιφάνειες, πλήρως και ομοιόμορφα καλυμμένες από αναπτυσσόμενη χλωρίδα, σε συνθήκες απεριόριστης διαθεσιμότητας νερού. Εξατμισοδιαπνοή καλλιέργειας αναφοράς (reference crop evapotranspiration): η εξατμισοδιαπνοή από μια ιδεατή εκτεταμένη επιφάνεια καλυμμένη πλήρως απόομοιόμορφηχαμηλούύψουςχλόηπουσκιάζειπλήρωςτοέδαφος και βρίσκεται σε συνθήκες ενεργού ανάπτυξης χωρίς έλλειψη νερού. 3

4 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΓΙΑ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΦΑΣΗΣ ΣΤΟ ΝΕΡΟ Απορρόφηση 80 θερμίδων (calories) Λανθάνουσα θερμότητα τήξης Απορρόφηση 100 θερμίδων (calories) Απορρόφηση 540 θερμίδων (calories) Λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης Πάγος 1 gr 0 o C Νερό 1 gr 0 o C Νερό 1 gr 100 o C Υδρατμοί 1 gr 100 o C Απελευθέρωση 80 θερμίδων (calories) Λανθάνουσα θερμότητα πήξης Απελευθέρωση 100 θερμίδων (calories) Απελευθέρωση 540 θερμίδων (calories) Λανθάνουσα θερμότητα συμπύκνωσης 4

5 ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΤΗΣ ΓΗΣ ΒΡΑΧΕΑ ΚΥΜΑΤΑ ΜΑΚΡΑ ΚΥΜΑΤΑ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ Εισερχόμενη 100 ηλιακή ακτινοβολία Εξερχόμενη ακτινοβολία βραχέων και μακρών κυμάτων Απορρόφηση από το Ο 3 Απορρόφηση 19 Ανάκλαση απ τα σύννεφα απ τα σύννεφα Απορρόφηση από τους υδρατμούς και τη σκόνη ΩΚΕΑΝΟΙ, ΕΔΑΦΟΣ Διάχυση απ την ατμόσφαιρα 51 Απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας απ την επιφάνεια Ανάκλαση απ την επιφάνεια Απορρόφηση και εκπομπή απ τα αέρια θερμοκηπίου (CO 2, H 2 O κ.ά.) Εκπομπή μακρών κυμάτων απ την επιφάνεια Απορρόφηση και εκπομπή απ τα σύννεφα Ροή αισθητής θερμότητας (αγωγή, κατακόρυφη μεταφορά) 96 Απορρόφηση μακρών κυμάτων απ την επιφάνεια 7 Ροή λανθάνουσας θερμότητας (εξατμιση, διαπνοή) Πηγή: Κουτσογιάννης και Ξανθόπουλος (1999) 23 5

6 Κλίση της καμπύλης κορεσμού των υδρατμών, Δ: des 4098es = = [hpa/ o C] 2 dθ ( T ) Σχετική υγρασία, U (συμβολίζεται και με RH [Relative Humidity]): e U = x100% e Έλλειμμα κορεσμού υδρατμών, D: D=e s e s Λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης, λ: = (Τ s η θερμοκρασία στην επιφάνεια του νερού σε ο C) λ Τ s [kj/kg] Ψυχρομετρικός συντελεστής, γ: (Τυπική τιμή του γ=0.67hpa/ o C) c p p p γ = = [hpa/ o C] ε λ λ όπου: c p η ειδική θερμότητα του αέρα (για σταθερή πίεση) σε [kj/(kg o C)] με τυπική τιμή c p =1.013kJ/(kg o C) p η ατμοσφαιρική πίεση [hpa] ε = 0.622ο λόγος μοριακών βαρών νερού και ξηρού αέρα (1 moleυδρατμών/ 1 moleξηρού αέρα = 18 g/ 28.98g= 0.622) και λ η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης [kj/kg] 6

7 Ηλιακή ακτινοβολία στα όρια της ατμόσφαιρας S 0 Λαμβάνεται από πίνακες ως συνάρτηση του γεωγραφικού πλάτους του τόπου που εξετάζεται και του συγκεκριμένου μήνα. Γεωγραφικό πλάτος φ ( ο ) Μήνας Ιαν Μέσες μηνιαίες τιμές της εξωγήινης ηλιακής ακτινοβολίας S 0 σε kj/(m 2 d) για γεωγραφικά πλάτη (φ) 36 ο 46 ο στο Βόρειο Ημισφαίριο Φεβ Μαρ Απρ Μαϊ Ιουν Ιουλ Αυγ Σεπ Οκτ Νοε Δεκ

8 Ηλιακή ακτινοβολία στο έδαφος =f s *S 0 f s : αδιάστατοςσυντελεστής απορρόφησης από την ατμόσφαιρα που κατά Prescott: fs = as+ b *τυπικές τιμές των παραμέτρων α s =0.25 και b s =0.50 n:πραγματικός αριθμός ωρών ηλιοφάνειας της ημέρας Ν:θεωρητικός αριθμός ωρών της ημέρας (ώρες από την ανατολή έως τη δύση του ηλίου). Λαμβάνεται από πίνακες συναρτήσει του γεωγραφικού πλάτους της περιοχής και του μήνα που εξετάζεται. Μέσες μηνιαίες τιμές της αστρονομικής διάρκειας ημέρας Ν σε ώρες για γεωγραφικά πλάτη (φ) 36 ο 46 ο στο Βόρειο Ημισφαίριο Μήνας s n N Γεωγραφικό πλάτος φ ( ο ) Ιαν Φεβ Μαρ Απρ Μαϊ Ιουν Ιουλ Αυγ Σεπ Οκτ Νοε Δεκ

9 (Πηγή: Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων, Εξατμισοδιαπνοή 9

10 (Πηγή: Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων, Εξατμισοδιαπνοή 10

11 ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Ακτινοβολία του ηλίου στα όρια της ατμόσφαιρας και στο έδαφος μικρούμήκουςκύματος, S (Short Wave = Βραχύκύμα). Ακτινοβολία που εκπέμπεται από τη γη όταν θερμαίνεται ακτινοβολία μακρού μήκους κύματος, L (Long Wave = Μακρύ κύμα). 11

12 Ακτινοβολία f s *S 0 Ένα μέρος της ανακλάται και επιστρέφει στην ατμόσφαιρα Το υπόλοιπο εισέρχεται στο έδαφος (ή στην υδατική επιφάνεια) και αυξάνει τη θερμοκρασία του. Το ποσοστό της ακτινοβολίας που εισέρχεται στο έδαφος είναι: S n = ( 1 α ) f S [kj/(m 2 d)] S 0 όπου αείναι ο βαθμός ανακλαστικότηταςτου εδάφους ή λευκαύγεια (albedo) Νερό τυπική τιμή Τυπικές τιμές της λευκαύγειας (albedo) Έδαφος Έρημος Κωνοφόρο δάσος Δενδρώδεις καλλιέργειες Λοιπές Καλλιέργειες τυπική τιμή για Ελλάδα Παλιό χιόνι Φρέσκο χιόνι

13 ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΤΙΜΕΣ ΑΝΑΚΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ (ALBEDO) (Πηγή: Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων, Εξατμισοδιαπνοή 13

14 Ολική καθαρή ενέργεια ακτινοβολίας, R n Η διαφορά της καθαρής ακτινοβολίας βραχέων κυμάτων που εισέρχεται στην επιφάνεια του εδάφους, μείον την καθαρή θερμική ακτινοβολία της γης R n = S n Ενεργειακό ισοζύγιο σε υδάτινη ή εδαφική επιφάνεια L n f s S 0 αf s S 0 L n S n =(1α)f s S 0 14

15 ΕΞΑΤΜΙΣΗ Διαδικασία μεταφοράς νερού από γήινες και υδάτινες επιφάνειες προς την ατμόσφαιρα, με τη μορφή υδρατμών. Εξαρτάται κυρίως από: την ηλιακή ακτινοβολία, τη θερμοκρασία, την πίεση των υδρατμών, την ταχύτητα του ανέμου, τη φύση της επιφάνειας εξάτμισης 15

16 Προσδιορισμός της εξάτμισης 1. Λεκάνη εξάτμισης και ατμόμετρο (α) Λεκάνη εξάτμισης Το πλέον ευρέως χρησιμοποιούμενο όργανο Μετρήσειςτηςστάθμηςτουνερούεκτελούνται ημερησίως σε φρεάτιοηρεμίας με μετρητική συσκευή Τούψοςτουεξατμιζομένου νερού προσδιορίζεται από τη διαφορά τωναναγνώσεων, κατόπιν διορθώσεως λόγω προσθήκης ή αφαίρεσης νερού στη λεκάνη και λόγω βροχόπτωσης Εξάτμιση από μικρές επιφάνειες > εξάτμιση μεγάλων υδάτινων επιφανειών πολλαπλασιασμός με συντελεστής λεκάνης εξάτμισης (β) Ατμόμετρο Λειτουργία ανάλογη με αυτήν του εξατμισίμετρου, με τη διαφορά ότι στοόργανο αυτό δεν υπάρχει ελεύθερη επιφάνεια νερού, αλλά μια πορώδηςεπιφάνεια που τροφοδοτείται από δοχείο Η ελάττωση τηςστάθμηςτουνερούστοδοχείο, συνδέεται με την εξάτμισημετηχρήση κατάλληλων συντελεστών 16

17 Η μέτρηση της εξάτμισης Όργανο: εξατμισίμετρο Διάφοροιτύποι λεκάνης, π.χ. λεκάνητύπου Α, λεκάνη τύπουcolorado, λεκάνηggi3000, λεκάνη20 m 2 κτλ. Μετρούμενο μέγεθος: όχι η φυσική εξάτμιση Ε αλλά η προφανώς διαφοροποιημένη εξάτμιση από το εξατμισίμετρο Ε m. Εκτίμησητηςφυσικήςεξάτμισηςαπό υδάτινοσώμα ή τηςεξατμοδιαπνοής της καλλιέργειας αναφοράς Ε = k E m όπου k ο συντελεστής εξατμισιμέτρου, κατά κανόνα μικρότερος από 1. Λόγωτηςαβεβαιότητας ως προς την τιμή του k και της συχνήςαναξιοπιστίας των μετρήσεων του εξατμισιμέτρου, κατά κανόναείναι προτιμότερη η εκτίμηση της εξάτμισης ή εξατμοδιαπνοής μεεφαρμογή της μεθόδου Penman ή των τροποποιήσεών της. 17

18 Εξατμισίμετρο (Πηγή: Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων, Εξατμισοδιαπνοή 13_Lektion3.pdf) 18

19 Εξατμισίμετρο (Πηγή: Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων, Εξατμισοδιαπνοή 19

20 Προσδιορισμός της εξάτμισης(συν.) 2. Μέθοδοι υδατικού ισοζυγίου όπου E = I + P O Os+ ΔS Ε είναι η εξάτμιση, Ι είναι η εισροή, P είναι η κατακρήμνιση, Ο είναι η εκροή, Osείναι η διήθηση και ΔS είναι η μεταβολή στην αποθήκευση 20

21 Προσδιορισμός της εξάτμισης(συν.) 3. Μέθοδοι ισοζυγίου ενέργειας Ολική καθαρή ενέργεια ακτινοβολίας στην επιφάνεια της γης: R n = S n L n Η ποσότητα αυτή ενέργειας, μετατρέπεται σε: λανθάνουσα θερμότητα Λ (ενέργεια που δαπανάται για την εξάτμιση του νερού) αισθητή θερμότητα Η (ποσότητα ενέργειας που επάγεται από το υδάτινο σώμα στην ατμόσφαιρα) R n =H+ Λ 21

22 Προσδιορισμός της εξάτμισης(συν.) 4. Μέθοδοι μεταφοράς μάζας Εξάτμιση ως μεταφορά μάζας ή διάχυση των υδρατμών από μεγαλύτερες προς μικρότερες συγκεντρώσεις Νόμος διάχυσης του Fick: όπου: Ε a = ο ρυθμός εξάτμισης e= η μερική πίεση υδρατμών Μ = ο συντελεστής μεταφοράς και z = το τοπογραφικό υψόμετρο Εμπειρική σχέση Dalton: E a = E a = M ( e e) F( u) = D F( u) s όπου: D=e s e[hpa] το έλλειμμα κορεσμού των υδρατμών F(u) η συνάρτηση του ανέμου. Κατά Penman δίνεται από τη γραμμική εξίσωση: [hpa kg/(m 2 d)] F ( u) = 0.26( u) de dz [kg/(m 2 d)] (uείναι η ταχύτητα του ανέμου σε [m/s] μετρημένη σε ύψος 2mαπό το έδαφος) 22

23 Προσδιορισμός της εξάτμισης(συν.) 5. Μέθοδοι συνδυασμού Η μέθοδος Penman Συνδυασμός μεθόδων ισοζυγίου ενέργειας με μεθόδους μεταφοράς μάζας. Εξάτμιση από υδάτινη επιφάνεια κατά Penman: Rn γ E= + F( u) D [kg/(m 2 d)] + γ λ + γ όπου: γ = ο ψυχρομετρικός συντελεστής [hpa/ o C] (Τυπική τιμή = 0.67 hpa/ o C) Δ = η κλίση της καμπύλης κορεσμού των υδρατμών [hpa/ o C] 4098 = 2 ( T ) 17.27T e s T , όπου e s = 6.11e R n = η ολική καθαρή ενέργεια ακτινοβολίας [kj/(m 2 d)] R n = S n L n λ = η λανθάνουσα θερμότητας εξάτμισης [kj/kg] λ = *Τ F(u) = η συνάρτηση ταχύτητας του ανέμου [kg/( hpa m2d)] F(u) = 0.26*(1+0.54*u 2 ) D = το έλλειμμα κορεσμού των υδρατμών [hpa] D= e s e= e s U*e s 23

24 (Πηγή: ΜαμάσηςΝ., Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων, 24

25 Εξατμισοδιαπνοή Η εξατμισοδιαπνοή περιλαμβάνει τόσο τη διαπνοή από τη βλάστηση όσο και την εξάτμιση από υδάτινες επιφάνειες, το έδαφος, το χιόνι, τον πάγο και τη βλάστηση. (α) Άμεση εκτίμηση(μέτρηση) της εξατμισοδιαπνοής Η εξατμισοδιαπνοή μπορεί να μετρηθεί άμεσα με: (α) δεξαμενές, (β) λυσίμετρα και (γ) χρήση αγροτεμαχίων. 25

26 Λυσίμετρο (Πηγή: Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων, Εξατμισοδιαπνοή 26

27 Εξατμισοδιαπνοή (β) Έμμεση εκτίμηση της εξατμισοδιαπνοής 1. Μέθοδοι υδατικού ισοζυγίου Όταν δεν υπάρχει άρδευση η εξατμισοδιαπνοή δίνεται από την εξίσωση: ET= P+ ΔSW ±RO D όπου: Pείναι η κατακρήμνιση, ΔSWη μεταβολή της περιεκτικότητας του εδάφους σε νερό, ROη επιφανειακή απορροή και Dη βαθιά διήθηση. Μειονεκτήματά της μεθόδου είναι η χαμηλού επιπέδου ακρίβεια των μετρήσεων και οι δυσκολίες εκτίμησης της ΕΤστη διάρκεια των περιόδων βροχής. 27

28 Εξατμισοδιαπνοή 2. Μέθοδοι προσδιορισμού της δυνητικής εξατμισοδιαπνοήςαπό κλιματικά δεδομένα όπου 2.1 Μέθοδος Penman Monteith γ ' = ( u )γ Rn γ ' E' + F( u) D + γ ' λ + γ ' = [kg/(m 2 d)] [hpa/ o C] η τροποποιημένη έκφραση του ψυχρομετρικού συντελεστή, ώστε να λαμβάνει υπόψη την αντίσταση των στομάτων. Η ταχύτητα ανέμου uδίνεται πάλι σε [m/s] F( u) = T u [kg/(hpam 2 d)] η τροποποιημένη μορφή της συνάρτησης ανέμου με Τ πάλι σε [ ο C] και uσε [m/s] Οι υπόλοιπες μεταβλητές υπολογίζονται όπως ακριβώς και στη μέθοδο Penman, με τη διαφορά ότι τροποποιείται ο συντελεστής ανάκλασης α (albedo), λαμβάνοντας συνήθως μεγαλύτερες τιμές,μεαποτέλεσμαναμεταβάλλεταιηκαθαρήακτινοβολίαr n. 28

29 (Πηγή: ΜαμάσηςΝ., Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων, 29

30 Εξατμισοδιαπνοή FAO56 PenmanMonteith Δεδομένα που απαιτούνται για την εφαρμογή της FAO56 PenmanMontheith (FAO56PM) είναι: μέγιστη και ελάχιστη θερμοκρασία, Tmax, και Tmin, αντίστοιχα; R S =ηλιακήακτινοβολία(mj/m 2 /d); RHmax, RHmin μέγιστη και ελάχιστη σχετική υγρασία u=ταχύτηταανέμουσε2mύψος(m/s) 30

31 Εξατμισοδιαπνοή FAO56 PenmanMonteith 31

32 Εξατμισοδιαπνοή Απλοποιημένες Εξισώσεις PenmanMonteith (Valiantzas, 2013) Απλοποιημένη Εξίσωση Δεδομένα(Rs,T,RH,u) Απλοποιημένη Εξίσωση χωρίς ταχύτητα ανέμου Δεδομένα(Rs,T,RH) Απλοποιημένη Εξίσωση χωρίς ταχύτητα ανέμου και σχετική υγρασία Δεδομένα(Rs,T) Valiantzas, J. (2013). SimpleET 0 Formsof Penman sequationwithoutwindand/orhumidity Data. I: TheoreticalDevelopment. J. Irrig. DrainEng., 139(1),

33 Εξατμισοδιαπνοή 2.2 Μέθοδος Thornthwaite Σχέση για τη μηνιαία εξατμισοδιαπνοή με βάση τη μέση μηνιαία θερμοκρασία E p 10t = 16 J i α µ Ν 360 όπου Εp, είναι η δυνητική εξατμισοδιαπνοήσε mm/μήνα, t i η μέση μηνιαία θερμοκρασία σε ο C, μο αριθμός ημερών, Νη μέση αστρονομική διάρκεια της ημέρας, J ο ετήσιος δείκτης θερμοκρασίας και α μια εμπειρική παράμετρος που εξαρτάται από το δείκτη J Ο δείκτης θερμοκρασίας J, δίνεται από τη σχέση: J = 12 i= 1 j i Ο μηνιαίος δείκτης θερμοκρασίας j i είναι συνάρτηση της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας κατά την εξίσωση: 3/ 2 j i = 0.09ti 33

34 Μέθοδος Thornthwaite Εξατμισοδιαπνοή Ο Thornthwaite (1948) περιέγραψε τη βιολογική και φυσική σημασία της εξατμισοδιαπνοής στην κλιματική ταξινόμηση και ανέπτυξε μια εξίσωση για την εκτίμηση της δυνατής εξατμισοδιαπνοής: PET=16L d (10T/Ι) α (σεmm) όπου, Τ η μέση μηνιαία θερμοκρασία της λεκάνης απορροής σε ο C, Ι ο δείκτης θερμότητας που δίνεται από την σχέση: 12 Tn = n= 1 5 όπου, Τ n η κανονική θερμοκρασία κάθε μήνα, L d ένας διορθωτικός συντελεστής που υπολογίζεται από μετεωρολογικούς πίνακες ως συνάρτηση του μήνα και του γεωγραφικού πλάτους και α ένας συντελεστής που υπολογίζεται από τη σχέση: α= *ι *Ι *Ι I

35 2.2 Μέθοδος Blaney Criddle Εξατμισοδιαπνοή Εμπειρική σχέση ανάμεσα στην εξατμισοδιαπνοή, τη μέση θερμοκρασία του αέρα και το μέσο ποσοστό ωρών ημέρας. ET = kf = k (.8T + 32) 1 p 3.94 όπου ΕΤείναι η μηνιαία δυνητική εξατμισοδιαπνοήσε mm, kείναι ένας εμπειρικός συντελεστής που αναφέρεται στη συγκεκριμένη καλλιέργεια (συντελεστής καλλιέργειας), Τη μέση μηνιαία θερμοκρασία του αέρα σε ο Cκαι pτο ποσοστό ωρών ημέρας του μήνα (Πίνακας 3.4) Εναλλακτικά το p δίνεται από τη σχέση: όπου Νη μέση αστρονομική διάρκεια της ημέρας σε hκαι μο αριθμός ημερών του συγκεκριμένου μήνα. N µ p= Τιμές εποχιακού φυτικού συντελεστή k Πίνακας 3.7 Τιμές μηνιαίων φυτικών συντελεστών Πίνακας

36 Μηνιαία ποσοστά ωρών ημέρας % των ωρών ημέρας του έτους (Πίνακας 3.4) Μήνας Β.Γεωγ. Πλάτος Ιαν Φεβ Μαρ Απρ Μαι Ιουν Ιουλ Αυγ Σεπ Οκτ Νοε Δεκ

37 Τιμές εποχιακού φυτικού συντελεστή Κ (σχέση Blaney Criddle) (Πίνακας 3.7) ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ Μηδική Αραβόσιτος Βάμβαξ Σιτηρά Εσπεριδοειδή Φυλλοβόλα οπωροφόρα Φυτικό λιβάδι Πατάτα Όρυζα Σακχαρότευτλα Τομάτα Λαχανικά Διάρκεια Βλαστικής Περιόδου σε μήνες Μεταξύ Παγετών Μεταξύ Παγετών Μεταξύ Παγετών Κ Σημείωση: Οι μικρότερες τιμές του Κ ισχύουν για παραθαλάσσιες περιοχές και οι μεγαλύτερες για περιοχές με ξηρό κλίμα. 37

38 Μηνιαίοι φυτικοί συντελεστές αρδευόμενων καλλιεργειών (σχέση Blaney Criddle)(Πίνακας 3.8) Καλλιέργ. Περιοχή Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Μηδική Αβοκάντο Αραβόσιτος Βαμβάκι Χλοοτάπητας Πεπόνια Οπωροφόρα φυλλοβό λα Λεμονιά Πορτοκαλιά Kαρυδιά Βοσκές Πατάτα Σόργον Σακχαρότ. Κριθάρι Σιτάρι Τομάτα Λαχανικά Θερμή, Πεδινή Παραθαλ. Υψηλή Εσωτερική Πεδινή Παραθαλ. Πεδινή Εσωτερική Πεδινή Εσωτερική Παραθαλ. Παραθαλ. Ενδιάμεση Εσωτερική Εσωτερική Εσωτερική Εσωτερική, Υψηλή Εσωτερική Εσωτερική, Ξηρή Εσωτερική Ενδιάμεση Παραθαλ. Εσωτερική, Ξηρή Εσωτερική Παραθαλ

39 Εξατμισοδιαπνοή 2.3 Μέθοδος Hargreaves ETP = MF( 18T a+ 32) CH όπου ΕΤ P είναι σε mm/μήνα, MFείναι ένας μηνιαίος συντελεστής που εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος και δίνεται από πίνακες, Τ α είναι η μέση μηνιαία θερμοκρασία (σε ο C) και CHείναι ένας διορθωτικός παράγοντας για τη σχετική υγρασία RHπου χρησιμοποιείται μόνον όταν η μέση ημερήσια σχετική υγρασία ξεπερνά το 64%. Το CH μπορεί να υπολογιστεί από την ακόλουθη εξίσωση: CH = 0.166(100 RH 1/ 2 ) Για μέση ημερήσια RH 64% CH= 1 Πολύ απλή μέθοδος και απαιτεί ελάχιστα κλιματικά δεδομένα 39

40 2.4 Μέθοδος Τurc(θερμοκρασία ακτινοβολία) H μηνιαία δυνητική εξατμισοδιαπνοή σύμφωνα με τη μέθοδο Turc(1954) υπολογίζεται από τη σχέση: όπου,ρημηνιαίαβροχόπτωσησεmm,τημέσηθερμοκρασίατηςλεκάνηςσε ο C, Η sh ηπροσπίπτουσαακτινοβολίαστηνεπιφάνειατηςγηςσεcal cm 2 day 1 πουυπολογίζεται μεβάσητοντύπο: top H sh όπου η προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία στο εξωτερικό όριο της ατμόσφαιρας, το οποίο υπολογίζεται από μετεωρολογικούς πίνακες ως συνάρτηση του μήνα και του γεωγραφικού πλάτους για περίοδο δέκα ημερών. Στην παραπάνω σχέση τα a και b είναι εμπειρικές σταθερές που σύμφωνα με τον Koopmanis (Shuttleworth, 1993) παίρνουν τις τιμές: a = 0.20 και b = 0.53 για εύκρατα κλίματα και a = 0.28 και b = 0.45 για τροπικά. Το n είναι η πραγματική διάρκεια των ωρών λαμπρής ηλιοφάνειας, ενώ το Ν είναι η μέγιστη δυνατή διάρκεια των ωρών λαμπρής ηλιοφάνειας τα οποία υπολογίζονται από μετεωρολογικούς πίνακες ως συνάρτηση του μήνα και του γεωγραφικού πλάτους για περίοδο δέκα ημερών. Εξατμισοδιαπνοή E p = P + 80 P Tc L ( + 2) Tc T H L = sh 16 sh top sh ( / ) H = H a+ bn N 2 40

41 Εξατμισοδιαπνοή 2.5 Μέθοδος Jensen Haise(θερμοκρασία ακτινοβολία) H μηνιαία δυνητική εξατμισοδιαπνοή σύμφωνα με τη μέθοδο Jensen Haise (1963) υπολογίζεται από τη σχέση: Ε p = ( 0.025T ) H sh / 59 όπου, Η sh η προσπίπτουσα ακτινοβολία σε cal cm 2 day 1, Τ η μέση μηνιαία θερμοκρασίατηςλεκάνηςσε ο C. Οι μέθοδοι που αναπτύχθηκαν από τον Turc(1954) και τους JensenHaise(1963) υπολογίζουν μικρότερες τιμές από τις πραγματικές τιμές της δυνητικής εξατμισοδιαπνοής κατά την διάρκεια της άνοιξης και μεγαλύτερες κατά την διάρκεια του καλοκαιριού. Η ανακολουθία αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι οι δύο μέθοδοι υπερεκτιμούν την επίδραση της θερμοκρασίας σε σχέση με την επίδραση της ακτινοβολίας. 41

42 Βιβλιογραφία Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων, Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο «Εξατμισοδιαπνοή», Διαφάνειες του μαθήματος «Τεχνική Υδρολογία» Κουτσογιάννης, Δ., και Θ. Ξανθόπουλος. «Τεχνική Υδρολογία», Έκδοση 3, 418 σελίδες, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Αθήνα, Μιμίκου, Μ.Α. και Ε.Α. Μπαλτάς. «Τεχνική Υδρολογία», Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 5 η Έκδοση, Παπαμιχαήλ, Δ.Μ. «Τεχνική Υδρολογία Επιφανειακών Υδάτων», Εκδόσεις ΓιαχούδηΓιαπούδη, Τσακίρης, Γ. «Υδατικοί Πόροι Ι. Τεχνική Υδρολογία», Εκδόσεις Συμμετρία,

43 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στoπλαίσιoτου εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 43