Определение суммарного испарения с поверхности суши

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации 

Департамент научно – технической политики и  образования

ФГОУ ВПО  Волгоградский ГАУ

 

 

Кафедра: климатологии

Дисциплина: климатология

 

 

 

 

Отчет

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент  ЭМФ-24

                                                                  Власова Е.Е

                                                                                             Проверил: преподаватель

                                                                          Кановалова Г.В.

 

Волгоград 2012 г.

 

Определение суммарного испарения  с поверхности суши

Под испарением с поверхности суши понимается сумма всех видов этого  процесса: биологическое испарение  с листьев растений (транспирация), физическое – испарение с орошенных  атмосферными осадками листьев, испарение  с почвы, снега, льда, водоемов, расположенных  на исследуемой территории.

Методы расчета испарения с  поверхности суши основаны на использовании  уравнений водного и теплового  балансов, их связи, на закономерностях  переноса влаги от испаряющей поверхности в атмосферу.

Выбор метода расчета зависит до поставленной задачи, наличия исходных данных, природных условий и требуемой  точности результатов расчета.

 

№ Варианта	Среднегодовая температура, t(С)	Влажность воздуха, e (Па)	Радиацион. баланс, R(кДж/см² год)	Атмосферные осадки,  х (мм)	Сумма полож. темпер. воздуха за год, E+t
3	19,1	1150	160	1155	39,2

 

 

1. Метод водного баланса

Среднемноголетнее годовое испарение Е с больших площадей (до 9900 км²) определяют по карте изолиний испарения, построенной на основе уравнения водного баланса для суши по разности среднемноголетних годовых сумм осадков (х) и среднемноголетнего годового стока рек (у):

 

Е= х – у

 

Е=487,5

 

 

где  х- среднемноголетняя годовая сумма атмосферных осадков, мм; у- среднемноголетний годовой сток рек, мм.

 При расположении исследуемой  площади на карте между двумя  соседними изолиниями расчетную  величину находят для центра  тяжести площади путем интерполяции  между соседними изолиниями.

Погрешность снимаемых с карты  значений испарения для равнинной  территории составляет 15%, для горных районов - 20%.

 

2. Метод турбулентной диффузии Р.А. Константинова

Метод Р.А. Константинова разработан на установлении оттока водяного пара от испаряющей поверхности, где за основу принята теория турбулентной диффузии. Метод рекомендуется использовать для районов избыточного и достаточного увлажнения равнинной территории с площадью, окружающей метеорологическую станцию, в несколько квадратных километров.

Норму годового испарения находят  по номограмме, в зависимости от среднегодовой температуры (t, C) и влажности воздуха (e, Па):

 

E=f(e;t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пользуясь номограммой, проводят перпендикуляры от указанных значений t и e.Для точки их пересечения, интерполируя между изолиниями, получают испарение для данной территории E.

 

 

 

3. Метод связи теплового и водного балансов М.И.Будыко.

При известных нормах атмосферных осадков (x, мм) и радиационного баланса (R, кДж/см²·год) среднемноголетнее испарение E рассчитывают по уравнению связи теплового и водного баланса, используя номограмму:

E=f (R; x)

Пользуясь монограммой, приводят перпендикуляр  от указанного значения атмосферных  осадков до пересечения с указанным  значением радиационного баланса, и из полученной точки проводят перпендикуляр  к оси ординат, с которой снимают  показание среднемноголетнего годового испарения на исследуемой площади.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение среднего количества осадков  для водосбора

Для определения среднего количества осадков  для бассейна реки данные наблюдения за осадками получают в виде  табличных  сводок с метеорологических станций.

Существуют  следующие способы вычисления слоя осадков: способ изогнет, способ квадратов (для больших  площадей водосборов), способ средневзвешенных площадей, способ среднеарифметической.

 

№ Варианта	Метеостанция (ср. кол-во осадков, мм)
3	1	2	3	4	5
	654	638	616	602	580

 

 

1. Способ среднеарифметической

По  этому способу осадки (x ), мм, зарегистрированные на всех метеостанциях, расположенных в пределах бассейна, суммируют и полученную сумму делят на число станций (n):

 

x̄=

 

х₁=654

 

х₂==590

 

х₃==520

 

х₄==550

 

х₅=580

 

х̄=578,8 мм

 

 

 

 

 

 

 

2. Способ изогиет

Изогиета  – линия равных осадков.

На  карту бассейна наносятся все  метеостанции и вписывается количество осадков на каждой из них. По этим данным проводят изогиеты (прямые горизонтальные линии, которые наносятся на карту водосбора, при этом определяется местонахождение изогиет только с целыми значениями и через 20 единиц) путем интерполяции между соседними станциями.

Затем планиметром или путем подсчета клеток миллиметровки определяются площади (f, км²) бассейна между изогиетами: f=(100 км²*количество квадратов, размером 10x10 мм, +25 км²*количество квадратов, размером  5х5 мм, +1км²*количество квадратов, размером 1х1 мм). Масштаб в 1 см : 10 км, соответственно в 1 см² : 100 км².

 

f₁=231

 

f₂=1898

 

f₃=1405

 

f₄=2409

 

f₅=355

 

Далее устанавливают количество осадков (xᵢ), мм, между соседними изогиетами для центров тяжести площадок:

 

x̄=

 

 

х̄==560,8

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Способ средневзвешенных площадей

На  карту водосбора наносятся все  станции данного бассейна, соединяются  прямыми линиями. Образуется сеть треугольников. Из середины стороны каждого треугольника проводятся перпендикуляры до их взаимного  пересечения. Точки пересечений  определяют границы участков, тяготеющих к данной станции.

Определив эти площади планиметром или  посчитав количество квадратов определенной площади (масштаб в 1 см : 10 км, соответственно в 1 см² :100 км²) по следующей формуле: f=100 км²*количество квадратов, размером 10х10 мм, +25 км²*количество квадратов, размером 5х5 мм, + 1 км²*количество квадратов, размером 1х1 мм, мы вычислим среднее количество осадков для водосбора, мм:

 

 

x̄=

 

 

х̄==560,8

 

где  хᵢ - осадки каждой станции, мм; fᵢ -площадь водосбора, тяготеющая к данной станции, км².