parowanie1

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie - Katedra Agromctcorologii Temat: Parowanie

Parowanie to proces przemiany fazowej wody polegający na przejściu ze stanu ciekłego w stan gazowy. Innymi słowami jest to ilość pary wodnej odprowadzanej do atmosfery w wyniku parowania wody lub zwilżonej powierzchni w aktualnych warunkach meteorologicznych. Jednostką parowania są milimetry wyparowanej warstwy wody [mm] w określonym czasie.

Aby wystąpiło parowanie wody konieczny jest:

S zapas energii lub jej dopływ (głównie energii słonecznej lub jej pochodnych);

S obecność wody lub lodu;

S niedosyt wilgotności powietrza (powietrze musi być nienasycone parą wodną).

Do wyparowania 1 g wody potrzeba ok. 2500 J energii. Jest to tzw. utajone ciepło parowania, czyli ilość ciepła pobranego z otoczenia przez 1 g wody podczas jej przejścia ze stanu ciekłego do stanu gazowego. Ciepło to jest oddawane do środowiska podczas procesów kondensacji, zamarzania i resublimacji (istotny proces obiegu energii w atmosferze).

Parowanie zachodzi szybciej, gdy rośnie: temperatura powietrza, temperatura powierzchni parującej, niedosyt wilgotności powietrza (czyli gdy powietrze staje się bardziej suche) i prędkość wiatru. Intensywność parowania jest ograniczana wzrostem ciśnienia atmosferycznego.

Rodzaje parowania:

•    parowanie z wolnej pow ierzchni wody (z oceanów, mórz, jezior);

•    transpiracja - parowanie z aparatów szparkowych, liści i łodyg roślin;

•    parowanie z gleby - odbywające się przy aktualnym uwilgotnieniu gleby;

•    ewapotranspiracja - parowanie z roślin i gleby;

•    parowanie terenowe (ze wszystkich rodzajów powierzchni);

•    sublimacja z lodu i śniegu;

Czasem stosuje się również pojęcie parowania potencjalnego. Dotyczy to maksymalnej ilości wody, która mogłaby być odprowadzona do atmosfery ze stale zwilżonej powierzchni roślin lub gleby w aktualnych warunkach meteorologicznych. Natomiast parowanie obliczane przy pomocy wzorów to parow anie wskaźnikowe (wzory podano dalej).

Metody pomiaru parowania oraz podstawowe przyrządy pomiarowe

Metody pomiaru parowania dzieli się na pośrednie i bezpośrednie. W metodach pośrednich stosuje się równania bilansu wodnego (różnica pomiędzy średnim rocznym opadem a parowaniem), bilansu cieplnego powierzchni parującej (najszybciej ulega tu zmianie bilans radiacyjny), metodę dyfuzji turbulencyjnej zwaną również metodą gradientową W metodach pośrednich wykorzystuje się również wzory empiryczne, które są wynikiem obliczeń statystycznych pomiędzy wartościami elementów meteorologicznych i wielkością parowania. Poniżej wybrane wzory do obliczania wielkości parowania:

Wzór Schmucka do obliczania parowania z okresów miesięcznych (E):

E = k*dWv    (l)

gdzie: k - współczynnik nicmianowany, d - średni miesięczny niedosyt wilgotności powietrza, v - średnia miesięczna prędkość wiatru.

Wzór Schmucka do obliczania parowania z okresów półrocznych lub rocznych:

E = 30£d    (2)

gdzie: d - średni miesięczny niedosyt wilgotności powietrza.

Wzór Baca do obliczania parowania wskaźnikowego z okresów miesięcznych (E):

E = 3-dWv+0,344    T    (3)

gdzie: d - średni miesięczny niedosyt wilgotności powietrza, v - średnia miesięczna prędkość wiatru, T - suma miesięczna promieniowania całkowitego.

W metodach bezpośrednich stosuje się przyrządy, które umożliwiają pomiary parowania z powierzchni wody (cwaporometry: Wilda, klasy A, GGI-3000, basen cwaporomctryczny) lub z powierzchni gleby (lizymetr glebowy, ewaporometr glebowy).

Wymienione przyrządy można scharakteryzować następująco:

•    Ewaporometr Wilda - ma postać wagi z jedną szalką o pow. 250 cm², do której nalewa się wody (rys. 1). Od chwili pokazania wartości „0” na skali, przyrząd jest gotowy do pomiarów. Wynik podaje się w mm warstwy wody, która wyparowała.

•    Ewaporometry automatyczne - np. ewaporometr EWP-992 (rys. 3) działa na zasadzie wagi elektronicznej. Powierzchnia - 250 cnr; zakres pomiaru - 0-40 mm. z dokładnością ±0,1 mm. Panelow'i sterujący umożliw-ia samodzielną pracę.

•    Ewaporometr klasy A (class A) - amerykański ewaporometr polecony przez WMO do badań porównawczych. Ma kształt okrągłego naczynia o średnicy wewnętrznej 120,7 cm i głębokości 25.4 cm (10”), ustawnany na drewnianym stojaku kilka cm nad gruntem (rys. 2). Pomiar parowania wody najczęściej polega na utrzymywaniu stałego poziomu wody w zbiorniku poprzez jej dolewanie lub usuwanie określonej ilości wody. Rzadziej stosuje się wskaźnik poziomu wody ze śrubą mikrometryczną.