التبخر: التعريف والتقدير
قراءة هذه المادة لمعرفة المزيد عن تعريف وتقدير التبخر.
فريف:
التبخر هو العملية التي يتم خلالها تغيير الماء من الحالة السائلة أو الصلبة إلى البخار من خلال نقل الطاقة الحرارية. إن عملية تبخر الماء هي أحد المكونات الأساسية للدورة الهيدرولوجية وتتكون من المرحلة التي يتم فيها إعادة الترسب إلى سطح الأرض إلى الغلاف الجوي في شكل بخار.
هناك ثلاثة أنواع من عمليات التبخر ، وهي:
أنا. التبخر من السطوح المائية الحرة (على سبيل المثال ، الخزانات والجداول والبحيرات والبحيرات) ؛
ثانيا. التبخر من سطح الأرض. و
ثالثا. التبخر من الغطاء النباتي (أي. ، النتح).
التبخر هو عملية انتشار يتم فيها نقل البخار من الأسطح الطبيعية على الأرض إلى الغلاف الجوي. هناك نوعان من المتطلبات الأساسية لتبخر يحدث.
هم انهم:
أنا. توافر مصدر الطاقة الحرارية لتبخير الماء. للتبخير ، بصرف النظر عن السطح الذي يحدث فيه التبخر ، يلزم تبادل 590 سعرة حرارية لكل غرام من الماء المتبخر عند 20 درجة مئوية. يمكن أن يكون مصدر الطاقة الحرارية إما من الإشعاع الشمسي أو الهواء الذي ينفخ على السطح أو من داخل السطح الأساسي.
ثانيا. وجود تدرج لتركيز البخار بين سطح التبخير والهواء المحيط. لا يمكن أن يحدث التبخر إلا إذا كان تركيز البخار في سطح التبخير أكبر من ذلك الموجود في الهواء المغطي.
تقدير التبخر من سطح الماء الحر:
يحدث تغير الحالة من الماء إلى البخار عندما تصل بعض الجزيئات في الجسم المائي إلى طاقة حركية كافية للوصول إلى الهواء فوقها. هذه الحركة من الجزيئات (بخار مائي) من خلال سطح الماء تنتج ضغط ويسمى ضغط بخار.
تنحدر بعض الجزيئات التي تفر من الجسم المائي في الماء حيث يتكاثف البخار المائي. وبالتالي ، فإن التبخر والتكثيف في سطح الماء عمليات مستمرة. عندما يكون عدد الجزيئات التي تترك جسمًا مائيًا كبخار مساويًا للعدد الذي يتراجع بعد التكاثف ، يقال إن حالة التشبع تصل.
وهو يشير إلى حالة توازن بين الضغط الذي تمارسه الجزيئات المنفلقة وضغط الغلاف الجوي المحيط. ومن الواضح بالتالي أن التبخر سيكون أكثر من التكثيف إذا كان الفضاء فوق سطح الماء غير مشبع. باختصار ، التبخر هو دالة للفرق بين ضغط البخار في جسم الماء وضغط البخار في الهواء فوق.
أظهر دالتون (في 1802) أنه في ظل ظروف معينة:
E α (e s - e d )
أو E = (e s - e d ) Ѱ
حيث E هو التبخر
e s هو ضغط بخار مشبع عند درجة حرارة سطح التبخر (mm Hg)
e d هو ضغط بخار التشبع عند درجة حرارة نقطة الندى (mm Hg).
و Ѱ هو عامل الرياح.
تم تطوير العديد من المعادلات التجريبية لتقدير التبخر على أساس قانون دالتون. وذكر بعض منهم أدناه. (يمكن ملاحظة أن هذه المعادلات موجودة في وحدات FPS).
(ط) صيغة ماير (وضعت في عام 1915):
E = c (e s - e d ) Ѱ
حيث E هي معدل التبخر بالبوصات لكل 30 يومًا في الشهر
ج هو ثابت = 11 لأجسام المياه العميقة الكبيرة ، و
= 15 لأجسام المياه الضحلة الصغيرة
e s أقصى ضغط بخار بوصات الزئبق.
(ط) يقابل متوسط درجة حرارة الهواء الشهرية للأجسام المائية الصغيرة والضحلة
(2) المقابلة لدرجة حرارة الماء لأجسام المياه الكبيرة والعميقة.
e d هو ضغط البخار الفعلي في الهواء في بوصة من الزئبق.
(ط) على أساس متوسط درجة حرارة الهواء الشهرية والرطوبة النسبية للأجسام المائية الصغيرة والضحلة ، و
(2) استناداً إلى معلومات حول سطح ماء فوق 30 قدم لأجسام مائية كبيرة وعميقة.
Ѱ عامل الرياح = (1 + 0.1 ω)
ω متوسط سرعة الرياح الشهرية بالسرعة mph على ارتفاع 30 قدم فوق سطح الماء.
(2) روهور فورمولا (وضعت في عام 1931):
E = 0.771 (1.465 - 0.0186 B) Ѱ (e s - e d )
واعتبر تأثير الضغط الجوي وقدم عامل (1.465 - 0.0186 B)
في المعادلة أعلاه
0.4 = 0.44 + 0.118 ω
في هذه المعادلة
E هو معدل التبخر بالبوصات في اليوم.
B تعني القراءة البارومترية في بوصة من الزئبق (Hg) عند 32 درجة فهرنهايت.
e s أقصى ضغط بخار بوصات الزئبق.
e d هو ضغط البخار الفعلي في الهواء على أساس متوسط درجة حرارة الهواء الشهرية والرطوبة النسبية في بوصة من الزئبق.
ω متوسط سرعة الرياح الشهرية في ميل في الساعة.
(3) صيغة Christiansen (وهي وحدات متريّة):
E p = 0.473 R. C t . ج ث . سي. ج ه . ج م
حيث E p هي خسارة تبخر في mm
R هي إشعاع خارج الأرض بـ mm (تختلف قيمة R باختلاف خط العرض وكذلك شهرًا بعد الآخر).
C m هو معامل لتمثيل التبخر كمتوسط لهذا الشهر.
C t و C w و C h و C s و C e معاملات لدرجة الحرارة وسرعة الرياح والرطوبة النسبية ونسبة أشعة الشمس المحتملة والارتفاع المرصود في نفس الوحدات مثل E p . لحساب قيم المعاملات المختلفة أعطى كريستيانسن تعبيرات منفصلة. تعبيرات معقدة واحدة وليس ضمن نطاق الدراسة.
قيود المعادلات التجريبية:
المعادلات المذكورة أعلاه تعاني من القيود التالية:
(1) من الصعب تطبيق هذه المعادلات لأنه قد لا يكون من الممكن الحصول على المعلومات اللازمة لحلها في المواقع المرغوبة.
(2) معظم الكميات المستخدمة هي قيم متوسطة تعتمد على المتوسطات الشهرية ، بينما يعتمد التبخر عمليًا على الحالة الفعلية في وقت مختلف.
التبخر من أسطح التربة:
تشبه آليات التبخر من أسطح التربة من حيث المبدأ إلى الملاحظ من أجل التبخر من السطوح المائية. بالإضافة إلى ذلك ، يجب على جزيئات بخار الماء المتسرب من التربة التغلب على المقاومة بسبب جاذبية جزيئات التربة في الماء.
العوامل نفسها التي تؤثر على التبخر من سطح الماء الحر تؤثر أيضا على التبخر من سطح الأرض ، ولكن الفرق موجود بسبب درجة الرطوبة في سطح الأرض. معدل التبخر من التربة المشبعة يكاد يكون متطابقا لمعدل التبخر من سطح الماء الحر.
عندما يصبح محتوى الرطوبة في التربة السطحية أقل ، يقل فقدان الرطوبة عن طريق التبخر ، وعندما يصبح منخفضًا إلى حد ما ، يتوقف التبخر عمليًا. ومن الملاحظ أن التبخر من سطح التربة سيستمر طالما أن طبقة التربة السطحية الضحلة تقول إن 10 سم للطين و 20 سم للتربة الرملية تظل رطبة. يمكن قياس التبخر من سطح التربة بواسطة الليسيميتر.
