Fordampning: Definisjon og estimering
Les denne artikkelen for å lære om definisjonen og estimeringen av fordampning.
Definisjon:
Fordampning er prosessen der vann skiftes fra flytende eller fast tilstand til damp gjennom overføring av varmeenergi. Fordampingsprosessen av vann er en av grunnkomponentene i den hydrologiske syklusen og består av den fasen der nedbør som når jordoverflaten, returneres til atmosfæren i form av damp.
Det er tre typer fordampingsprosesser, nemlig:
Jeg. Fordampning fra frie vannoverflater (for eksempel reservoarer, bekker og dammer og innsjøer);
ii. Fordampning fra landoverflater; og
iii. Fordampning fra vegetasjonsdekselet (dvs. transpirasjon).
Fordampning er en diffusjonsprosess der damp overføres fra de naturlige overflatene på jorden til atmosfæren. Det er to viktige krav til fordamping å finne sted.
De er:
Jeg. Tilgjengelighet av kilder til varmeenergi for å fordampe vannet. For fordampning, uansett overflaten hvorfra fordampning finner sted, er det nødvendig med en utveksling av 590 kalorier per gram vann fordampet ved 20 ° C. Kilden til varmeenergi kan enten være fra solstråling eller luftblåsing over overflaten eller fra den underliggende overflaten.
ii. Eksistens av dampkonsentrasjonsgradient mellom fordampningsflaten og omgivende luft. Fordampning kan bare skje dersom dampkonsentrasjonen ved fordampningsflaten er større enn den som er tilstede i den overliggende luften.
Estimering av fordampning fra fri vannoverflate:
Statens endring fra vann til damp oppstår når noen molekyler i vannkroppen oppnår tilstrekkelig kinetisk energi for å nå luften over. Denne bevegelsen av molekyler (vandig damp) gjennom vannoverflaten gir et trykk og kalles damptrykk.
Noen av molekylene som rømmer fra vannkroppen faller tilbake i vannet når den vandige dampen blir kondensert. Dampning og kondensering i vannoverflaten er således kontinuerlige prosesser. Når antallet molekyler som forlater vannlegemet som damp er lik tallet som faller tilbake etter kondens, sies det at en metningstilstand kommer til å nå.
Det indikerer en tilstand av likevekt mellom trykket som utøves av de flykte molekylene og trykket i den omgivende atmosfæren. Det er således klart at fordampning vil være mer enn kondens hvis rommet over vannoverflaten ikke er mettet. Kort sagt er fordampningen en funksjon av forskjellen mellom damptrykk av vannkroppen og damptrykk av luften ovenfor.
Dalton (i 1802) viste at under givne forhold:
E α (e s - e d )
eller E = (e s - e d ) Ѱ
Hvor E er fordampning
e s er mettet damptrykk ved temperaturen på fordampningsflaten (mm Hg)
e d er metningstrykk ved daggpunktstemperaturen (mm Hg).
og Ѱ er en vindfaktor.
Flere empiriske ligninger for estimering av fordampning er utviklet på grunnlag av Daltons lov. Noen av dem er nevnt nedenfor. (Det kan bemerkes at disse ligningene er i FPS-enheter).
(i) Meyers formel (utviklet i 1915):
E = c (e s - e d ) Ѱ
Hvor E er fordampningsgrad i inches per 30 dagers måned
c er en konstant = 11 for store dype vannlegemer, og
= 15 for små grunne vannlegemer
e s er maksimalt damptrykk i inches av Hg.
(i) Tilsvarer månedlig gjennomsnittlig lufttemperatur for små og grunne vannlegemer, og
(ii) Tilsvarer vanntemperatur for store og dype vannlegemer.
e d er faktisk damptrykk i luft i inches av Hg.
(i) Basert på månedlig gjennomsnittlig lufttemperatur og relativ luftfuktighet for små og grunne vannlegemer, og
(ii) Basert på informasjon om 30 fot over vannoverflaten for store og dype vannlegemer.
Ѱ er en vindfaktor = (1 + 0, 1 ω)
ω er månedlig gjennomsnittlig vindhastighet i mph ved ca. 30 fot over vannoverflaten.
(ii) Rohwer Formel (Utviklet 1931):
E = 0, 771 (1, 465 - 0, 0186 B) (e s - e d )
Han vurderte effekten av atmosfærisk trykk og introduserte en faktor (1.465 - 0.0186 B)
I ovennevnte ligning
Ѱ = 0, 44 + 0, 118 ω
I denne ligningen
E er fordampningsgrad i tommer per dag.
B er gjennomsnittlig barometrisk avlesning i inches av kvikksølv (Hg) ved 32 ° F.
e s er maksimalt damptrykk i inches av Hg.
e d er faktisk damptrykk i luft basert på månedlig gjennomsnittlig lufttemp, og relativ luftfuktighet i inches av Hg.
ω er månedlig gjennomsnittlig vindhastighet i mph.
(iii) Christiansen Formel (Det er metriske enheter):
E p = 0, 473 R. C t . C w . C s . C e . C m
hvor E p er fordampningstap i mm
R er ekstern jordstråling i mm (verdien av R varierer med breddegrad og også måned for måned).
C m er en koeffisient som representerer fordampning som gjennomsnittlig for måneden.
Ct, Cw, Ch, Cs og Ce er koeffisienter for temperatur, vindhastighet, relativ fuktighet, prosent mulig solskinn og høyde alle uttrykt i samme enheter som E p . For å beregne verdiene for ulike koeffisienter ga Christiansen separate uttrykk. Uttrykkene er kompliserte en og ikke innenfor omfanget av studien.
Begrensninger av empiriske ligninger:
De ovennevnte ligninger lider av følgende begrensninger:
(i) Bruk av disse ligningene er vanskelig fordi det ikke kan være mulig å oppnå den informasjonen som trengs for deres løsning på ønskede steder.
(ii) De fleste av de anvendte mengdene er gjennomsnittsverdier basert på månedlige gjennomsnitt, mens avkjøling i praksis avhenger av den faktiske situasjonen på annen tid.
Fordampning fra jordoverflater:
Fordampningsmekanismen fra jordoverflater er i prinsippet lik den som observeres for fordampning fra vannflatene. I tillegg må de rømmende molekylene av vanndamp fra jorda overvinne motstanden på grunn av tiltrengningen av jordpartiklene til vannet.
Samme faktorer som påvirker fordampning fra fritt vannoverflate påvirker også fordampningen fra jordoverflaten, men forskjellen som eksisterer skyldes graden av våthet på jordoverflaten. Fordampningsgraden fra mettet jord er nesten identisk med fordampningsgraden fra fri vannoverflate.
Når fuktighetsinnholdet i overflatjordet blir mindre, reduseres fuktighet ved fordamping, og når det blir ganske lavt, stopper fordampningen praktisk talt. Det er sett at fordampning fra jordoverflaten vil fortsette så lenge grunne overflatjordlag sier 10 cm for leire og 20 cm for sandholdige jordarter forblir fuktig. Fordampingen fra jordoverflaten kan måles med lysimeter.
