З урахуванням того, що 1 кг води на площі 1 м2 утворює шар товщиною 1 мм, то

( мм/год), (4.29)

де (м²/с) – коефіцієнт турбулентності на висоті = 1 м; (гПа) – градієнт вологості повітря у приземному шарі .

Метод теплового балансу. Випаровування з поверхні суші та води можна визначити з рівняння теплового балансу діяльного шару

(4.30)

де В₀ – радіаційний баланс діяльного шару підстильної поверхні; Р_т − турбулентний потік тепла або витрати тепла за рахунок турбулентного переносу; = LW – приховане тепло (конденсації або випаровування); Р_Г – потік тепла у ґрунті або воді.

Турбулентний потік тепла та витрати на випаровування зв’язані між собою і цей зв’язок має назву співвідношення Боуена

(4.31)

З урахуванням формули (4.31) перепишемо (4.30)

(4.32)

Тоді випаровування за методом теплового балансу розраховується за формулою

(4.33)

Параметр Боуена представимо у наступному вигляді

(4.34)

де Dt і Dе - градієнти температури і вологості у приземному шарі.

З урахуванням того, що S = 0,622 і що у приземному шарі Р 1000 гПа розрахункова формула для визначення випаровування з поверхні суші за методом теплового балансу набуває наступного вигляду:

(4.35)

У формулі (4.35): В₀ і Р_г у Вт/м² − радіаційний баланс поверхні і потік тепла у грунт відповідно; L − питоме тепло пароутворення у Дж/кг; Δe = (е_0,5− е _2,0 ) у гПа; Δt = (t_0,5 − t_2,0) у К ; W у кг/м²×с, або мм/с.

Із формули (4.35) випливає, що максимального значення випаровування набуває тоді, коли теплообмін між діяльним шаром грунту і глибинними шарами відсутній ( = 0) і весь потік радіації витрачається на випаровування. Оскільки радіаційний баланс рідко перевищує значення 1,05 кВт/м², то максимальне випаровування при D t = 1 K і D e = 1 гПа приблизно складає 0,1 мм/год .

Випаровування залежить від швидкості вітру. Найбільше поширена проста емпірична формула для розрахунку швидкості випаровування (турбулентного потоку водяної пари) формула В.В. Шулєйкіна

, (4.36)

де – парціальний тиск насичення при температурі випарної поверхні; – парціальний тиск; −швидкість вітру у м/с. Якщо і вимірюються на висоті 2 м то .

Дата добавления: 2014-11-29