تبخیر و تعرق تبخیری

تبخیر و تعرق با هم، بیشتر آبی را که بر روی زمین می‌ریزد، به جو بازمی‌گردانند و بدین ترتیب تعرق تبخیری را به بزرگترین جزء خروجی تراز آب زمینی تبدیل می‌کنند.

Definition

تعرق تبخیری انتقال ترکیبی آب از سطح زمین به جو است که از طریق تبخیر مستقیم از سطح خاک و آب و تعرق از طریق گیاهان صورت می‌گیرد و توسط انرژی موجود، تقاضای جوی و تأمین آب کنترل می‌شود.

Scope

این موضوع فیزیک تبخیر از آب و خاک، تعرق توسط گیاهان، کنترل‌های انرژی و آیرودینامیکی بر این شارها، و روش‌های استاندارد برای تخمین تعرق تبخیری پتانسیل و واقعی را پوشش می‌دهد. این موضوع جزئیات فیزیولوژیکی گیاه در مورد تعرق را که در علوم گیاهی مورد بررسی قرار می‌گیرد، مستثنی می‌کند و بر شار هیدرولوژیکی تمرکز دارد.

Core questions

• چه عوامل انرژی و جوی تبخیر و تعرق را کنترل می‌کنند؟
• تعرق تبخیری پتانسیل و واقعی چه تفاوتی با هم دارند؟
• تعرق تبخیری چگونه از داده‌های هواشناسی تخمین زده می‌شود؟
• چرا تعرق تبخیری جزء غالب اتلاف در بسیاری از ترازهای آب زمینی است؟

Key concepts

• تبخیر و تعرق
• تعرق تبخیری پتانسیل در مقابل واقعی
• تراز انرژی و تابش خالص
• مقاومت آیرودینامیکی و سطحی
• معادلات پنمن و پنمن-مونتیث
• تعرق تبخیری مرجع و محصول

Key theories

معادله ترکیبی پنمن

پنمن تراز انرژی را با انتقال آیرودینامیکی ترکیب کرد تا تبخیر را از متغیرهای استاندارد هواشناسی محاسبه کند، نیاز به اندازه‌گیری دمای سطح را از بین برد و اساس تخمین مدرن تبخیر را تشکیل داد.

معادله پنمن-مونتیث

مونتیث رویکرد پنمن را به سطوح پوشیده از گیاه با معرفی مقاومت‌های سطحی (روزنه‌ای) و آیرودینامیکی گسترش داد، که منجر به معادله پنمن-مونتیث شد که زیربنای تعرق تبخیری مرجع و محصول استاندارد شده است.

Mechanisms

تعرق تبخیری توسط انرژی موجود برای تبخیر آب (عمدتاً تابش خالص) و ظرفیت هوا برای حذف بخار (تابعی از کمبود رطوبت و باد) هدایت می‌شود، که توسط مقاومت سطح، از جمله روزنه‌های گیاهی، و توسط تأمین آب تعدیل می‌گردد؛ هنگامی که آب محدودکننده باشد، تعرق تبخیری واقعی کمتر از نرخ پتانسیل می‌شود.

Clinical relevance

تخمین‌های تعرق تبخیری برای برنامه‌ریزی آبیاری و نیاز آبی محصولات، برای بستن تراز آب حوضه و تخمین بازده آب، و برای ارزیابی اینکه چگونه تغییر کاربری اراضی و گرمایش، تقسیم بارش بین جو و رواناب را تغییر می‌دهد، حیاتی هستند.

History

معادله ترکیبی پنمن در سال ۱۹۴۸ مبنای فیزیکی تبخیر را از داده‌های معمول آب و هوا فراهم کرد؛ بسط مونتیث در سال ۱۹۶۵ مقاومت سطح را برای پوشش گیاهی اضافه کرد. استانداردسازی FAO-56 تعرق تبخیری مرجع پنمن-مونتیث، این رویکرد را به یک استاندارد عملیاتی جهانی برای آبیاری و مدیریت آب تبدیل کرد.

Key figures

• Howard L. Penman
• John L. Monteith
• Wilfried Brutsaert

Seminal works

• penman1948
• monteith1965
• allen1998

Frequently asked questions

تفاوت بین تبخیر و تعرق تبخیری چیست؟

تبخیر تبدیل آب به بخار از سطوح آب باز و خاک است، در حالی که تعرق تبخیری شامل تعرق نیز می‌شود، یعنی آبی که توسط گیاهان جذب شده و از طریق برگ‌هایشان آزاد می‌شود؛ در زمین‌های پوشیده از گیاه این دو با هم ترکیب می‌شوند زیرا جداسازی آنها دشوار است.

تعرق تبخیری پتانسیل چیست؟

تعرق تبخیری پتانسیل نرخی است که در صورت نامحدود بودن تأمین آب، توسط انرژی و تقاضای جوی تعیین می‌شود؛ تعرق تبخیری واقعی تنها زمانی با آن برابر است که آب به راحتی در دسترس باشد و زمانی که رطوبت خاک تأمین را محدود می‌کند، کمتر است.