Испарение в испарителе — это измерение, которое объединяет или интегрирует эффекты нескольких климатических элементов: температуры, влажности, количества осадков, дисперсии засухи, солнечной радиации и ветра. Испарение больше всего в жаркие, ветреные, сухие, солнечные дни; и значительно уменьшается, когда облака закрывают солнце и когда воздух прохладный, спокойный и влажный. [1] Измерения испарения в испарителе позволяют фермерам и скотоводам понять, сколько воды понадобится их урожаям. [2]
Испарительный поддон используется для удержания воды во время наблюдений для определения количества испарения в заданном месте. Такие поддоны бывают разных размеров и форм, наиболее часто используемые — круглые или квадратные. [3] Наиболее известными из поддонов являются испарительный поддон «Класса А» и «Утопленный Колорадский поддон». [4] В Европе, Индии и Южной Африке используется поддон Саймона (или иногда резервуар Саймона). Часто испарительные поддоны автоматизированы с помощью датчиков уровня воды, а рядом располагается небольшая метеостанция.
В мире используются различные испарительные поддоны. Существуют формулы для преобразования из одного типа поддона в другой и для измерений, репрезентативных для окружающей среды. [5] Также были проведены исследования относительно методов установки испарительных поддонов, чтобы они могли выполнять более надежные и повторяемые измерения. [6]
В Соединенных Штатах Национальная метеорологическая служба стандартизировала свои измерения на испарительном поддоне класса А , цилиндре диаметром 47,5 дюймов (120,7 см) и глубиной 10 дюймов (25 см). Поддон стоит на тщательно выровненном деревянном основании и часто огорожен сетчатым ограждением, чтобы животные не могли пить из него. Испарение измеряется ежедневно по мере испарения воды (в дюймах) из поддона. День измерения начинается с того, что поддон заполняется ровно на два дюйма (5 см) от его верха. По истечении 24 часов измеряется количество воды, необходимое для заполнения поддона ровно на два дюйма от его верха.
Если в течение 24 часов выпадают осадки, они учитываются при расчете испарения. Иногда осадки превышают испарение, и измеренные приращения воды необходимо черпать из поддона. Испарение невозможно измерить в поддоне класса А, если поверхность воды в поддоне замерзла.
Испарительный поддон класса A имеет ограниченное применение в дни с осадками >30 мм (осадкомер 203 мм), если только он не опорожняется чаще одного раза в 24 часа. Анализ ежедневных показаний осадков и испарения в районах с регулярными сильными осадками показывает, что почти без сбоев в дни с осадками более 30 мм (осадкомер 203 мм) суточное испарение оказывается ложно выше, чем в другие дни того же месяца, когда преобладали условия, более восприимчивые к испарению.
Наиболее распространенная и очевидная ошибка возникает при ежедневных осадках >55 мм (осадкомер 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 показатели суточного испарения без явного перелива.
Утопленный поддон Колорадо имеет квадратную форму, 0,92 м (3 фута) по стороне и 0,46 м (18 дюймов) в глубину и сделан из неокрашенного оцинкованного железа. Как следует из названия, он закопан в землю примерно на 5 см (2 дюйма) от его края. Испарение из утопленного поддона Колорадо можно сравнить с поддоном класса А, используя константы преобразования. Коэффициент поддона, в годовом исчислении, составляет около 0,8. [7]
Поддон /резервуар Саймонса — стандартный инструмент Метеорологического бюро Великобритании. Это стальной контейнер размером 1,83 м (6 футов) по стороне и 0,61 м (2 фута) в глубину, утопленный в землю с надземным ободом 0,076 - 0,1 м (3 - 4 дюйма) и окрашенный внутри в черный цвет. Скорость его испарения ниже, чем у поддона класса A, поэтому необходимо использовать коэффициенты пересчета. [8]
За последние 50 лет или около того испарение из кастрюли тщательно отслеживалось. Десятилетиями измерения испарения из кастрюли не анализировались критически для 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 увеличилась. [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 должен ускориться. [14] Тенденция к снижению испарения с поверхности океана с тех пор также была связана с явлением, называемым глобальным затемнением . [15] [16] В 2005 году Уайлд и др. и Пинкер и др. обнаружили, что тенденция к «затемнению» изменилась примерно с 1990 года. [17]
Другие теории предполагают, что измерения не учитывали местную окружающую среду. Поскольку локальный уровень влажности увеличился в локальной местности, меньше воды испаряется из чаши. Это приводит к ложным измерениям и должно быть компенсировано при анализе данных. Модели, учитывающие дополнительную локальную влажность местности, соответствуют глобальным оценкам. [18] С другой точки зрения, анализ тенденций чаши в записях 154 приборов не показывает никакой согласованности и закономерности статистически значимых тенденций: 38% уменьшаются, 42% не изменяются и 20% увеличиваются. Причастны изменения в местной окружающей среде, в которых увеличение плотности деревьев вблизи чаш повышает поверхностное трение и замедляет локальные потоки ветра, уменьшая испарение чаши. Парадокс испарения является результатом продолжающихся изменений в близлежащих средах. [19]
Испарение из поддона используется для оценки испарения из озер. [20] Существует корреляция между испарением озера и испарением из поддона. [21] Испарение из естественного водоема обычно происходит с меньшей скоростью, поскольку водоем не имеет металлических стенок, которые нагреваются на солнце, и хотя проникновение света в поддон по существу равномерно, проникновение света в естественные водоемы будет уменьшаться с увеличением глубины. Большинство учебников предлагают умножать испарение из поддона на 0,75, чтобы исправить это. [ необходима цитата ]
«Общепризнанно, что испарение с поверхности суши за последние полвека уменьшилось во многих регионах Земли. Однако значение этой негативной тенденции в отношении испарения с поверхности суши все еще остается несколько спорным, а ее последствия для глобального гидрологического цикла остаются неясными. Противоречие возникает из-за альтернативных взглядов на то, что эти изменения испарения произошли либо из-за глобального радиационного затемнения, либо из-за взаимодополняющих отношений между испарением с поверхности суши и испарением с поверхности земли. На самом деле эти факторы не являются взаимоисключающими, а действуют одновременно». [22]
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )