Förångning: Definition och uppskattning
Läs den här artikeln för att lära dig om definitionen och uppskattningen av avdunstning.
Definition:
Avdunstning är processen under vilken vattnet byts från flytande eller fast tillstånd till ånga genom överföring av värmeenergi. Förångningsförfarandet för vatten är en av grundkomponenterna i den hydrologiska cykeln och består av den fas i vilken utfällning som når jordens yta återförs till atmosfären i form av ånga.
Det finns tre typer av förångningsprocesser, nämligen:
jag. Avdunstning från fria vattenytor (till exempel reservoarer, strömmar och dammar och sjöar);
ii. Avdunstning från markytor; och
III. Avdunstning från vegetationskåpan (nämligen transpiration).
Avdunstning är en diffusionsprocess där ånga överförs från de naturliga ytorna på jorden till atmosfären. Det finns två väsentliga krav för att avdunstning ska ske.
Dom är:
jag. Tillgänglighet av källa till värmeenergi för att förånga vattnet. För förångning, oberoende av ytan från vilken förångning äger rum, krävs en utbyte av 590 kalorier per gram vatten som avdunstas vid 20 ° C. Källa till värmeenergi kan antingen vara från solstrålning eller luftblåsning över ytan eller inifrån den underliggande ytan.
ii. Förekomst av ångkoncentrationsgradient mellan förångningsytan och omgivande luft. Avdunstning kan endast ske om ångkoncentration vid avdunstningsytan är större än den som finns i den överliggande luften.
Uppskattning av förångning från fri vattenyta:
Förändringen av tillståndet från vatten till ånga uppstår när vissa molekyler i vattenkroppen uppnår tillräcklig kinetisk energi för att nå luften ovanför. Denna rörelse av molekyler (vattenbaserad ånga) genom vattenytan ger ett tryck och kallas ångtryck.
Några av de molekyler som flyr från vattenkroppen faller tillbaka i vattnet när den vattenhaltiga ången kondenseras. Således är indunstning från och kondensation i vattenytan kontinuerliga förfaranden. När antalet molekyler som lämnar vattenkroppen som ånga är lika med det antal som faller tillbaka efter kondensation sägs ett mättnadsförhållande nå.
Det indikerar ett jämviktsläge mellan trycket som utövas av de flyktiga molekylerna och trycket i omgivande atmosfär. Det är så klart att indunstning kommer att vara mer än kondensation om utrymmet över vattenytan inte är mättat. Kort sagt är avdunstningen en funktion av skillnaden mellan ångtrycket hos vattenkroppen och ångtrycket hos luften ovan.
Dalton (1802) visade att under givna förhållanden:
E a (e s - e d )
eller E = (e s - e d ) Ѱ
Där E är avdunstning
e s är mättat ångtryck vid förångningsytans temperatur (mm Hg)
e d är mättnadens ångtryck vid daggpunktstemperaturen (mm Hg).
och Ѱ är en vindfaktor.
Flera empiriska ekvationer för uppskattning av avdunstning har utvecklats på grundval av Daltons lag. Några av dem nämns nedan. (Det kan noteras att dessa ekvationer är i FPS-enheter).
(i) Meyers formel (utvecklad 1915):
E = c (e s - e d ) Ѱ
Där E är evaporationshastigheten i tum per 30 dagars månad
c är en konstant = 11 för stora djupa vattenkroppar, och
= 15 för små grunda vattenkroppar
e s är maximalt ångtryck i tum av Hg.
(i) Motsvarar månatlig genomsnittlig lufttemperatur för små och grunda vattendrag, och
(ii) Motsvarar vattentemperaturen för stora och djupa vattenkroppar.
e d är verkligt ångtryck i luft i inches av Hg.
(i) Baserat på månatlig genomsnittlig lufttemperatur och relativ fuktighet för små och grunda vattenkroppar, och
(ii) Baserat på information om 30 fot över vattenytan för stora och djupa vattenkroppar.
Ѱ är en vindfaktor = (1 + 0, 1 ω)
ω är månadsmässig vindhastighet i mph vid ca 30 ft över vattenytan.
(ii) Rohwer Formel (Utvecklad 1931):
E = 0, 771 (1, 465 - 0, 0186 B) Ѱ (e s - e d )
Han ansåg effekten av atmosfärstryck och införde en faktor (1, 465 - 0, 0186 B)
I ovanstående ekvation
Ѱ = 0, 44 + 0, 118 ω
I denna ekvation
E är indunstningshastighet i tum per dag.
B är medelbarometrisk avläsning i tum av kvicksilver (Hg) vid 32 ° F.
e s är maximalt ångtryck i tum av Hg.
e d är verkligt ångtryck i luft baserat på månatlig genomsnittlig lufttemperatur och relativ fuktighet i tum av Hg.
ω är månadsmässig vindhastighet i mph.
(iii) Christiansen Formel (Det är metriska enheter):
E p = 0, 473 R. C t . C w . C s . C e . C m
där Ep är förångningsförlust i mm
R är utomjordisk strålning i mm (värdet på R varierar med latitud och även månad för månad).
C m är en koefficient som representerar förångning som medelvärde för månaden.
Ct, Cw, Ch, Cs och Ce är koefficienter för temperatur, vindhastighet, relativ fuktighet, procent möjligt solsken och höjning, alla uttryckta i samma enheter som E p . För att beräkna värdena för olika koefficienter gav Christiansen separata uttryck. Uttrycket är komplicerat och inte inom ramen för studien.
Begränsningar av empiriska ekvationer:
Ovanstående ekvationer lider av följande begränsningar:
(i) Tillämpningen av dessa ekvationer är svår eftersom det inte kan vara möjligt att erhålla den information som behövs för deras lösning på önskade platser.
ii) De flesta av de använda kvantiteterna är genomsnittsvärden baserade på månatliga medelvärden, medan avdunstning i praktiken beror på den faktiska situationen vid olika tidpunkter.
Avdunstning från markytor:
Förångningsmekanismen från jordytor är i princip likadan som observerats för avdunstning från vattenytorna. Dessutom måste de flyktande molekylerna av vattenånga från jorden övervinna motståndet på grund av jordpartikelns attraktion för vattnet.
Samma faktorer som påverkar avdunstning från fri vattenyta påverkar också förångningen från markytan, men skillnaden som existerar beror på graden av våthet på markytan. Förångningsgraden från mättade jordar är nästan identisk med förångningsgraden från fri vattenyta.
När fuktinnehållet i ytjorden blir mindre, minskar fuktförlusten genom avdunstning och när den blir ganska låg upphör förångningen praktiskt taget. Det framgår att förångning från markytan fortsätter så länge som ytligt jordjordskikt säger att 10 cm för lera och 20 cm för sandiga jordar förblir fuktiga. Förångningen från jordytan kan mätas med lysimeter.
