Potențială evapotranspirație

Această animație arată creșterea proiectată a potențialei evapotranspirații în America de Nord până în anul 2100, începând din 1980, pe baza rezultatelor combinate ale mai multor modele climatice.

Evaporarea potențială sau evaporarea potențială (ETP sau ETp) este definită ca evapotranspirarea care are loc atunci când conținutul de apă din sol nu este un factor limitativ pentru acesta. Disponibilitatea apei în sol este cel puțin egală cu cantitatea de apă pe care sistemul sol-vegetație-atmosferă o poate evapora. Dacă evapotranspirația reală este considerată a fi rezultatul net al cererii de umiditate atmosferică a unei suprafețe, precum și a capacității suprafeței de a oferi umiditate, atunci ETP este măsura cererii. Temperatura aerului și a suprafeței, iradierea și vântul afectează această măsurare. O zonă aridă este considerată acea zonă în care evaporarea potențială anuală depășește precipitațiile anuale. Evapotranspirația potențială este o abstractizare, perfecționată în 1955, care se referă la o condiție de mediu standard în care incidența factorilor agronomici, biologici, pedologici și a unei părți a factorilor climatici nu este luată în considerare. Scopul acestei variabile este de a face valorile evapotranspirației comparabile în spațiu și timp. Din acest motiv, evapotranspirația potențială se referă la cantitatea maximă care poate fi pierdută pe unitate de timp pentru evaporare și transpirare de către o peluză de gramine care prezintă următoarele caracteristici:

solul se află în condiții optime de umiditate;
solul este nivelat în mod regulat și de mare extensie;
peluza se află în condiții nutriționale și de sănătate excelente;
peluza acoperă complet pământul uniform, fără a se subția;
gazonul este cosit în mod regulat pentru a menține gazonul la o înălțime de 10-15 cm.

Valoarea potențialei evapotranspirații variază în funcție de anotimpuri și climă, dar este complet independentă de culturi și tehnici puse în aplicare.

Există, de asemenea, un standard de referință ETo stabilit de FAO , acesta este utilizat pentru a stabili o potențială evapotranspirație în diferitele părți ale lumii. Cultura de referință este lunca Festuca arundinacea . Adoptarea acestor condiții standard asigură faptul că evapotranspirația depinde exclusiv de puterea de evaporare a atmosferei, deoarece toți ceilalți factori au fost normalizați. Această variabilă climatică este utilizată în scopuri practice sau de studiu pentru a caracteriza un mediu fizic specific. Valoarea potențialei evapotranspirații variază în timp și spațiu, dar este complet independentă de culturi și tehnici implementate.

Estimarea evaporării potențiale (mm)

Măsurători directe

Evapotranspirația poate fi măsurată direct în lizimetri cântăriți, unde cultura de referință crește într-un rezervor și este cântărită zilnic. Este o metodă dificilă și costisitoare, adesea utilizată în centrele de cercetare.

Ecuația Thornthwaite (1948)

$PET=16\left({\frac {L}{12}}\right)\left({\frac {N}{30}}\right)\left({\frac {10\,T_{a}}{I}}\right)^{\alpha }$ ${\ displaystyle PET = 16 \ left ({\ frac {L} {12}} \ right) \ left ({\ frac {N} {30}} \ right) \ left ({\ frac {10 \, T_ { a}} {I}} \ right) ^ {\ alpha}}$ ${\ displaystyle PET = 16 \ left ({\ frac {L} {12}} \ right) \ left ({\ frac {N} {30}} \ right) \ left ({\ frac {10 \, T_ { a}} {I}} \ right) ^ {\ alpha}}$

Unde este

$P. ȘI T.$ ${\ displaystyle PET}$ ${\ displaystyle PET}$ este evaporarea potențială estimată (mm / lună)

$T_{a}$ ${\ displaystyle T_ {a}}$ $T_ {a}$ (în grade Celsius; dacă valoarea este negativă este indicată) a lunii de referință

$Nu.$ ${\ displaystyle N}$ $Nu.$ este numărul de zile din luna de referință

$L$ ${\ displaystyle L}$ $L$ (în ore) lunii de referință

$\alpha =(6.75\times 10^{-7})I^{3}-(7.71\times 10^{-5})I^{2}+(1.792\times 10^{-2})I+0.49239$ ${\ displaystyle \ alpha = (6,75 \ times 10 ^ {- 7}) I ^ {3} - (7,71 \ times 10 ^ {- 5}) I ^ {2} + (1,792 \ times 10 ^ {- 2} ) I + 0,49239}$ ${\ displaystyle \ alpha = (6,75 \ times 10 ^ {- 7}) I ^ {3} - (7,71 \ times 10 ^ {- 5}) I ^ {2} + (1,792 \ times 10 ^ {- 2} ) I + 0,49239}$

$I=\sum _{i=1}^{12}\left({\frac {T_{ai}}{5}}\right)^{1.514}$ ${\ displaystyle I = \ sum _ {i = 1} ^ {12} \ left ({\ frac {T_ {ai}} {5}} \ right) ^ {1.514}}$ ${\ displaystyle I = \ sum _ {i = 1} ^ {12} \ left ({\ frac {T_ {ai}} {5}} \ right) ^ {1.514}}$ este indicele de căldură care depinde de temperatura medie lunară (peste 12 luni) $T_{ai}$ ${\ displaystyle T_ {ai}}$ ${\ displaystyle T_ {ai}}$ . ^[1]

Alte forme modificate ale acestei ecuații apar în publicațiile ulterioare ale lui Thornthwaite și Mather (1955 și 1957). ^[2]

Ecuația lui Penman (1948)

Metoda Penman-Monteith introdusă de FAO (1965)

Este o metodă de aplicare complexă, dar mai precisă decât precedentele, deoarece ia în considerare mai multe variabile climatice. Modelul lui Penman ( 1948 ) ia în considerare variabilele legate de aportul de energie și transportul aerian turbulent. Modificarea introdusă de Monteith ( 1965 ) ia în calcul și mecanismul complex care reglează trecerea vaporilor de apă din mezofilă , prin stomate către atmosferă, aplicând un model simplificat rezumat prin două variabile, respectiv rezistența stomatelor și rezistență aerodinamică. FAO a remodelat în continuare metoda prin definirea caracteristicilor morfologice și fiziologice ale culturii de referință pentru a obține un model repetabil pentru variabilele de rezistență în diferite contexte. Formula calculează fluxul zilnic de evapotranspirație (în MJ pe m ² pe zi):

\lambda ET={\frac {\Delta (R_{n}-G)+\rho _{a}\cdot c_{p}{\frac {(e_{s}-e_{a})}{r_{a}}}}{\Delta +\gamma (1+{\frac {r_{s}}{r_{a}}})}}

{\ displaystyle \ lambda ET = {\ frac {\ Delta (R_ {n} -G) + \ rho _ {a} \ cdot c_ {p} {\ frac {(e_ {s} -e_ {a})} {r_ {a}}}} {\ Delta + \ gamma (1 + {\ frac {r_ {s}} {r_ {a}}})}}

{\ displaystyle \ lambda ET = {\ frac {\ Delta (R_ {n} -G) + \ rho _ {a} \ cdot c_ {p} {\ frac {(e_ {s} -e_ {a})} {r_ {a}}}} {\ Delta + \ gamma (1 + {\ frac {r_ {s}} {r_ {a}}})}}

unde este:

λ este căldura latentă a evapotranspirației (exprimată în MJ / Kg);
Δ este coeficientul de corelație dintre presiunea vaporilor saturați și temperatură ( KPa / ° C);
R _n este radiația solară netă (MJ / m ² / zi);
G este fluxul de căldură din sol (MJ / m ² / zi);
ρ _a este densitatea aerului (Kg / m³);
c _p este căldura specifică a aerului (KJ / Kg / ° C);
e _s este presiunea de vapori saturați a aerului (KPa);
și _a este presiunea de vapori a aerului (KPa); diferența exprimă deficitul de saturație;
r _a este rezistența aerodinamică la debitul de abur (s / m);
r _s este rezistența stomatelor la fluxul de abur (s / m);
γ este constanta psihrometrică (în KPa / ° C).

Ecuația Penman-Monteith s-a dovedit a fi valabilă în multe medii, cu o marjă de eroare de 10%, iar FAO recomandă această metodă pentru estimarea potențialei evapotranspirații și pentru a determina coeficienții recoltei care trebuie aplicați pentru a extrapola evapotranspirarea. Limita operațională a metodei constă în necesitatea de a avea o stație de inspecție agrometeorologică în mediul de aplicare.

Notă

^ CW Thornthwaite, O abordare către o clasificare rațională a climei ( PDF ), în Geographic Review , vol. 38, nr. 1, 1948, pp. 55–94, DOI : 10.2307 / 210739 .
^ Peter E. Black, Revisiting the Thornthwaite and Mather balance ( PDF ), vol. 43, 2007, DOI : 10.1111 / j.1752-1688.2007.00132.x (arhivat din original la 1 martie 2011) .

Bibliografie

( EN ) HL Penman, Evaporare naturală din apă deschisă, sol gol și iarbă , A193, 1948, pp. 120-145, DOI : 10.1098 / rspa.1948.0037 .
( EN ) WH Brutsaert, Evaporation in the Atmosphere: theory, history, and applications , Dordrecht, D. Reidel, 1982, ISBN 90-277-1247-6 .
Gordon Bonan, Climatologie ecologică , Cambridge, 2002, ISBN 0-521-80476-0 .

Elemente conexe

linkuri externe

( EN ) Harta globală a potențialei evapotranspirații , pe ag.arizona.edu . Adus pe 27 ianuarie 2017 .

[thornthwaite48-1] CW Thornthwaite, O abordare către o clasificare rațională a climei ( PDF ), în Geographic Review , vol. 38, nr. 1, 1948, pp. 55–94, DOI : 10.2307 / 210739 .

[black07-2] Peter E. Black, Revisiting the Thornthwaite and Mather balance ( PDF ), vol. 43, 2007, DOI : 10.1111 / j.1752-1688.2007.00132.x (arhivat din original la 1 martie 2011) .

[1]

[2]