Пан-испарение
Испарение над поверхностью воды — это измерение, которое объединяет или интегрирует воздействие нескольких климатических элементов: температуры, влажности, количества осадков, распространения засухи, солнечной радиации и ветра. Наибольшее испарение происходит в жаркие, ветреные, сухие и солнечные дни; и значительно снижается, когда облака закрывают солнце и когда воздух прохладный, спокойный и влажный. [1] Измерения испарения в чане позволяют фермерам и владельцам ранчо понять, сколько воды потребуется их посевам. [2]
Испарительный поддон
[ редактировать ]Испарительный поддон используется для хранения воды во время наблюдений для определения количества испарения в данном месте. Такие сковороды бывают разных размеров и форм, чаще всего используются круглые или квадратные. [3] Самыми известными из кастрюль являются испарительная кастрюля «Класса А» и «Затонувшая кастрюля Колорадо». [4] В Европе, Индии и Южной Африке используется сковорода Саймона (или иногда танк Саймона). Часто испарительные поддоны автоматизированы датчиками уровня воды, а рядом расположена небольшая метеостанция.
Стандартные методы
[ редактировать ]Во всем мире используются различные испарительные поддоны. Существуют формулы для перевода посуды одного типа в другой и для измерения показателей, репрезентативных для окружающей среды. [5] Кроме того, было проведено исследование методов установки испарительных поддонов, чтобы они могли проводить более надежные и повторяемые измерения. [6]
Испарительный поддон класса А
[ редактировать ]В Соединенных Штатах Национальная метеорологическая служба стандартизировала измерения испарительного поддона класса А , цилиндра диаметром 47,5 дюймов (120,7 см) и глубиной 10 дюймов (25 см). Кастрюля стоит на тщательно выровненном деревянном основании и часто огорожена сетчатым забором, чтобы животные не пили из нее. Испарение измеряется ежедневно по мере испарения воды из поддона (в дюймах). День измерений начинается с заполнения чаши ровно на два дюйма (5 см) от ее верха. По истечении 24 часов измеряется количество воды, необходимое для наполнения кастрюли ровно на два дюйма от ее верха.
Если осадки выпадают в течение суток, они учитываются при расчете испарения. Иногда количество осадков превышает испарение, и из поддона необходимо наливать отмеренные порции воды. Испарение невозможно измерить в кастрюле класса А, если поверхность воды в кастрюле замерзла.
Испарительный поддон класса А можно использовать ограниченно в дни, когда количество осадков превышает 30 мм (дождемер 203 мм), если он не опорожняется более одного раза в 24 часа. Анализ суточного количества осадков и показаний испарения в районах с регулярными сильными дождями показывает, что почти всегда в дни, когда количество осадков превышает 30 мм (203 мм осадкомер), дневное испарение ложно выше, чем в другие дни того же месяца, когда условия более преобладали восприимчивые к испарению.
Самая распространенная и очевидная ошибка возникает при ежедневном количестве осадков >55 мм (дождемер 203 мм), когда испарительный поддон класса А, скорее всего, переполнится.
Менее очевидным и, следовательно, более тревожным является влияние обильных или интенсивных осадков, вызывающих ложно высокие суммы суточного испарения без явного перелива.
Затонувшая кастрюля Колорадо
[ редактировать ]Затонувшая кастрюля из Колорадо имеет квадратную форму со стороной 0,92 м (3 фута) и глубиной 0,46 м (18 дюймов) и сделана из неокрашенного оцинкованного железа. Как следует из названия, он закапывается в землю на расстоянии примерно 5 см (2 дюйма) от края. Испарение из затонувшей кастрюли Колорадо можно сравнить с кастрюлей класса А, используя константы преобразования. Коэффициент панорамирования в годовом исчислении составляет около 0,8. [7]
Саймонс Пан / Танк
[ редактировать ]Symons Pan / Tank является стандартным инструментом Метеорологического бюро Великобритании. Это стальной контейнер размером 1,83 м (6 футов) по бокам и глубиной 0,61 м (2 фута), погруженный в землю с надземным бортом 0,076–0,1 м (3–4 дюйма) и окрашенный внутри в черный цвет. . Его скорость испарения ниже, чем у кастрюли класса А, поэтому необходимо использовать коэффициенты пересчета. [8]
Тенденция к снижению испарения из поддона
[ редактировать ]За последние 50 или около того лет испарение из поддона тщательно контролировалось. На протяжении десятилетий измерения испарения в чане не подвергались критическому анализу на предмет долгосрочных тенденций. Но в 1990-х годах ученые сообщили, что скорость испарения падает. [9] Согласно данным, тенденция к снижению наблюдалась во всем мире, за исключением нескольких мест, где она усилилась. [10] [11] [12] [13]
В настоящее время предполагается, что при прочих равных условиях по мере потепления глобального климата испарение будет пропорционально увеличиваться, и в результате гидрологический цикл в его самом общем смысле неизбежно ускорится. [14] Тенденция к снижению испарения с тех пор также связана с явлением, называемым глобальным затемнением . [15] [16] В 2005 году Уайлд и др. и Пинкер и др. обнаружили, что тенденция «затухания» изменилась примерно с 1990 года. [17]
Другие теории предполагают, что измерения не учитывали местную окружающую среду. Поскольку на местной местности повысился уровень влажности, из поддона испаряется меньше воды. Это приводит к ошибочным измерениям и должно быть компенсировано при анализе данных. Модели, учитывающие дополнительную локальную влажность местности, соответствуют глобальным оценкам. [18] С другой стороны, анализ панорамных тенденций в записях по 154 инструментам не показывает никакой согласованности и закономерности статистически значимых тенденций: 38% - снижение, 42% - отсутствие изменений и 20% - увеличение. Это связано с изменениями в местной окружающей среде, в результате которых увеличение плотности деревьев возле поддонов увеличивает поверхностное трение и замедляет движение местных ветров, уменьшая испарение поддонов. Парадокс испарения является результатом продолжающихся изменений в окружающей среде. [19]
Испарение озера против испарения над поверхностью воды
[ редактировать ]Общее испарение используется для оценки испарения из озер. [20] Существует корреляция между испарением из озера и испарением с поверхности воды. [21] Испарение из естественного водоема обычно происходит с меньшей скоростью, поскольку у водоема нет металлических стенок, которые нагреваются от солнца, и хотя проникновение света в кастрюлю по существу однородно, проникновение света в естественные водоемы уменьшится. по мере увеличения глубины. В большинстве учебников для исправления этой ошибки предлагается умножать испарение в поддоне на 0,75. [ нужна ссылка ]
Связь с гидрологическим циклом
[ редактировать ]«Общепринято считать, что испарение от кастрюль снижается за последние полвека во многих регионах Земли. Однако значение этой негативной тенденции применительно к наземному испарению до сих пор является несколько спорным, а ее последствия для глобального климата Гидрологический цикл остается неясным. Споры возникают из-за альтернативных взглядов на то, что эти изменения в результате испарения возникли либо в результате глобального радиационного затемнения, либо в результате взаимодополняющих отношений между испарением на поверхности Земли и на суше. На самом деле эти факторы не являются взаимоисключающими, а действуют одновременно». [22]
См. также
[ редактировать ]См. также
[ редактировать ]- Атмометр (испариметр)
- Гидрология
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Гастингс, Небраска, офис (15 апреля 2010 г.). «Испарительные станции» . Национальная метеорологическая служба . Проверено 6 января 2013 г.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Испарение в кастрюле класса А» . Архивировано из оригинала 26 марта 2007 г.
- ^ «План полива с помощью испарительных поддонов» . Архивировано из оригинала 25 февраля 2007 г.
- ^ «Глоссарий NOAA: Испарительный поддон» .
- ^ «fao.org Глава 3: Потребность сельскохозяйственных культур в воде» .
- ^ Босман, Х.Х. (октябрь 1990 г.). «Методы преобразования американского класса A-Pan и испарения из резервуара Саймона в репрезентативную окружающую среду» . Вода СА . 16 (4): 227–236. Архивировано из оригинала 7 апреля 2008 г.
- ^ Босман, Х.Х. (1987). «Влияние методов установки на испарение из резервуара Саймона и американских испарителей класса А» . Сельскохозяйственная и лесная метеорология . 41 (3–4): 307–323. Бибкод : 1987AgFM...41..307B . дои : 10.1016/0168-1923(87)90086-4 . Архивировано из оригинала 7 апреля 2008 г.
- ^ «Глоссарий AMS: Затонувшая кастрюля Колорадо» .
- ^ Финч, Дж.В.; Холл, РЛ (2001). «Оценка испарения в открытой воде: обзор методов» (PDF) . Бристоль, Великобритания: 155.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Родерик, Майкл Л. и Грэм Д. Фаркуар (2002). «Причина снижения испарения из поддона за последние 50 лет». Наука . 298 (5597): 1410–1411 http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/298/5597/1410 . Бибкод : 2002Sci...298.1407D . дои : 10.1126/science.1075390 . ПМИД 12434057 .
- ^ «Изменения в испарении в Австралии с 1970 по 2002 год» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 февраля 2007 г. Проверено 9 марта 2007 г.
- ^ «Рекорды испарения в Южной Каролине» . Архивировано из оригинала 13 марта 2007 г. Проверено 9 марта 2007 г.
- ^ Родерик, Майкл Л.; Фаркуар, Грэм Д. (15 ноября 2002 г.). «Причина снижения испарения поддона за последние 50 лет» . Наука . 298 (5597): 1410–1411. Бибкод : 2002Sci...298.1410R . doi : 10.1126/science.1075390-a . ISSN 0036-8075 . ПМИД 12434057 . S2CID 220094337 .
- ^ «Пространственный анализ тенденций испарения в Китае, 1955–2000 годы» . Архивировано из оригинала 20 сентября 2012 года.
- ^ ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА: Ускоряется ли гидрологический цикл? - Омура * и Wild 298 (5597): 1345 - Наука, заархивировано 1 апреля 2007 г. в Wayback Machine.
- ^ BBC - Наука и природа - Horizon
- ^ НОВА | Стенограммы | Затемнение Солнца | ПБС
- ^ «Глобальное затемнение может иметь светлое будущее» . 15 мая 2005 года . Проверено 12 июня 2006 г.
- ^ «Инженеры-экологи разгадывают «парадокс испарения» » . Проверено 23 октября 2016 г.
- ^ Чепмен, РА; Мидгли, ГФ; Смарт, К. (2021). «Различные тенденции в наблюдаемом испарении в Южной Африке предполагают наличие нескольких взаимодействующих факторов» . САДЖС . 117 (7/8). дои : 10.17159/sajs.2021/7900 . S2CID 237461434 .
- ^ Тони Мур (18 апреля 2007 г.). «Чиновники защищают плотину от нападений» . Брисбен Таймс .
- ^ Э. Линакр (март 2002 г.). «Отношение скорости испарения из озера к сковороде» .
- ^ Брутсарт, Вильфрид (2006). «Признаки увеличения испарения с поверхности земли во второй половине 20 века» . Письма о геофизических исследованиях . 33 (20): 1410–1411. Бибкод : 2006GeoRL..3320403B . дои : 10.1029/2006GL027532 .