Дефицит давления пара

Разница между влажностью воздуха и влагоемкостью

Глобальное распределение дефицита давления пара, усредненное за 1981-2010 годы по данным CHELSA-BIOCLIM+ ^[1]

Дефицит давления пара , или ДПД , — это разница (дефицит) между количеством влаги в воздухе и тем, сколько влаги воздух может удерживать, когда он насыщен. Как только воздух становится насыщенным, вода конденсируется, образуя облака, росу или пленки воды на листьях. Именно этот последний случай делает ДПД важным для регулирования теплицы . Если на листе растения образуется пленка воды, оно становится гораздо более восприимчивым к гниению. С другой стороны, по мере увеличения ДПД растению необходимо извлекать больше воды из своих корней. В случае черенков растение может высохнуть и погибнуть. По этой причине идеальный диапазон для ДПД в теплице составляет от 0,45  кПа до 1,25 кПа, в идеале около 0,85 кПа. Как правило, большинство растений хорошо растут при ДПД от 0,8 до 0,95 кПа. ^{[ необходима цитата ]}

В экологии это разница между давлением водяного пара и давлением насыщенного водяного пара при определенной температуре . В отличие от относительной влажности , дефицит давления пара имеет простую, почти прямую зависимость от скорости эвапотранспирации и других показателей испарения.

Расчет ВПД для растений в теплице

Для вычисления VPD ^[2] нам нужна температура окружающего (тепличного) воздуха, относительная влажность и, если возможно, температура воздуха над пологом. Затем мы должны вычислить давление насыщения. Давление насыщения можно найти в психрометрической таблице или вывести из уравнения Аррениуса ; способ вычисления его непосредственно из температуры:

${\displaystyle vp_{\text{sat}}=e^{A/T+B+CT+DT^{2}+ET^{3}+F\ln T},}$

где

${\displaystyle vp_{\text{sat}}}$давление насыщенного пара в фунтах на кв. дюйм,

${\displaystyle A=-1.0440397\times 10^{4}}$,

${\displaystyle B=-11.29465}$,

${\displaystyle C=-2.7022355\times 10^{-2}}$,

${\displaystyle D=1.289036\times 10^{-5}}$,

${\displaystyle E=-2.4780681\times 10^{-9}}$,

${\displaystyle F=6.5459673}$,

${\displaystyle T}$температура воздуха по шкале Ренкина .

Для преобразования между градусами Ранкина и градусами Фаренгейта: ${\displaystyle T[{\text{R}}]=T[^{\circ }{\text{F}}]+459.67}$

Мы вычисляем это давление как для температуры окружающей среды, так и для температуры полога.

Затем мы можем вычислить парциальное давление водяного пара в воздухе, умножив его на относительную влажность [%]:

${\displaystyle vp_{\text{air}}=vp_{\text{sat}}\times ({\text{relative humidity}})/100}$,

и, наконец, VPD с использованием или когда известна температура навеса, или просто ${\displaystyle vp_{\text{sat}}-vp_{\text{air}}}$ ${\displaystyle vp_{\text{canopy sat}}-vp_{\text{air}}}$

${\displaystyle VPD=vp_{\text{sat}}\times (1-{\text{relative humidity}}/100)}$.

Из этой формулы легко увидеть, что если повышается (что повышается ), но относительная влажность остается постоянной, то она увеличится. ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle vp_{\text{sat}}}$ ${\displaystyle VPD}$

Климат

VPD может быть ограничивающим фактором роста растений. Прогнозируется, что изменение климата увеличит важность VPD в росте растений и еще больше ограничит темпы роста в экосистемах. ^{[3] [4]}

Применение в условиях лесных пожаров

Дефицит давления пара может быть использован при прогнозировании поведения лесного пожара. Такие прогнозы являются важным инструментом тушения лесных пожаров . ^[5]

Смотрите также

• Водяной пар

Ссылки

1. Брун, П., Циммерманн, Н. Э., Хари, К., Пеллиссье, Л., Каргер, Д. Н. (2022): Глобальные климатические предикторы с километровым разрешением для прошлого и будущего. Обсуждение данных Earth Syst. Sci.
2. «Контроль конденсации в теплице: понимание и использование дефицита давления пара (VPD)». Информационный бюллетень Университета штата Огайо. Получено 7 ноября 2017 г.
3. Новик, Кимберли А.; Фиклин, Даррен Л.; Стой, Пол К.; Уильямс, Кристофер А.; Борер, Джил; Ойши, А. Кристофер; Папуга, Ширли А.; Бланкен, Питер Д.; Нурметс, Аско; Сульман, Бенджамин Н.; Скотт, Рассел Л. (2016). «Растущая важность атмосферного спроса на воду экосистемы и потоки углерода». Nature Climate Change . 6 (11): 1023–1027. Bibcode :2016NatCC...6.1023N. doi :10.1038/nclimate3114. hdl : 10150/622526 . ISSN  1758-6798.
4. Grossiord, Charlotte; Buckley, Thomas N.; Cernusak, Lucas A.; Novick, Kimberly A.; Poulter, Benjamin; Siegwolf, Rolf TW; Sperry, John S.; McDowell, Nate G. (2020). «Реакция растений на дефицит давления пара». New Phytologist . 226 (6): 1550–1566. doi :10.1111/nph.16485. ISSN  0028-646X . Получено 13 марта 2024 г. .
5. Габберт, Билл (26 января 2015 г.). «Роль дефицита давления пара в лесных пожарах». Wildfire Today . Получено 24 августа 2020 г.