8796960215

34

5.3.1. OPÓR AERODYNAMICZNY (RA)

Wartość oporu powietrza (ra) jest odwrotnie proporcjonalna do prędkości wiatru i wprost proporcjonalna do szorstkości powierzchni roślinnej

ra = [ln(z - d/z„)]²/k²u,

gdzie:

z - wysokość pomiarów nad powierzchnią ziemi [m];

z_Q - parametr szorstkości powierzchni charakteryzujący jej aerodynamiczną szorstkość [m];

d - wysokość przesunięcia płaszczyzny zerowej [m]; u - pozioma składowa prędkości wiatru mierzona na wysokości 2 m; k - stała Karmana (0,41).

Wartości z oraz d zostały obliczone w funkcji wysokości roślin (h) według J. L. Mon-teitha (1973); dla traw wynoszą one odpowiednio

Zq = 0,13h; d = 0,66h.    (36)

Wartość wysokości roślin nie zawsze można określić, szczególnie gdy nie można wykonywać pomiarów naziemnych na dużych obszarach. Do otrzymania wartości h wykorzystano więc wielkość znormalizowanego indeksu zieleni (NDVI) opisanego w rozdziale 7.

Wzór (35) na obliczenie oporu aerodynamicznego można zastosować jedynie w warunkach atmosfery stabilnej, natomiast w większości przypadków w ciągu dnia występują warunki niestabilne i niezbędne jest wprowadzenie poprawki. Istnieje w literaturze kilka wzorów, które uwzględniają poprawkę ze względu na niestabilność atmosfery i trudno powiedzieć, który z nich jest najbardziej dokładny. Na przykład J. L. Monteith (1963) dla traw otrzymał wzór korygujący wielkość oporu aerodynamicznego

ra = ln[(z - d)/Zo]²/uk²( 1 - oRi),    (37)

gdzie:

o- wartość stała wyznaczona empirycznie, która wynosi 10;

Ri - liczba Richardsona.

W opracowaniach J. L. Hatfield i in. (1984), B. J. Choudhury i S. B. Idso (1985), R. J. Reginato i in. (1985) przedstawiony został inny wzór

ra_c = ra[ 1 - n(z - d) g(Ts - Ta)] /Tu²,

gdzie:

ra_c - opór aerodynamiczny skorygowany; g - przyspieszenie ziemskie (9,8 ms"²);

T - temperatura absolutna [K] wzięta jako średnia temperatura roślin i powietrza; n - współczynnik równy 5 (Monteith 1973).

W niniejszej pracy przyjęto poprawkę na niestabilność atmosfery zaproponowaną przez R. D. Jacksona i in. (1987) dla traw. Wielkość oporu aerodynamicznego (ra_c),