Файл: Гвахария, В. К. Испарение с водной поверхности водоемов Кавказа.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 95

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

to JO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

7

Севан-острOB

2,0

 

 

 

 

2,9

2,8

4,4

4,7

4,4

3,2

 

 

3,7

 

 

10,3

 

 

 

 

3,4

3,3

5,4

5,7

5,1

3,8

 

 

4,5

 

 

К,

 

 

 

 

0,85

0,85

0,82

0,82

0,86

0,84

 

 

0,84

S

Каневская

2,0

 

 

 

2,2

2,6

1.8

2,0

1,6

2,0

2,0

 

 

2,0

 

 

11,0

 

 

 

3,ö

2,8

2,0

2,4

1,9

2,3

2,0

 

 

2,4

 

 

к3

 

 

 

0,01

0,68

0,9

0,83

0,84

0,87

1,0

 

 

0,82

9

Прнкумск

 

 

 

 

2,6

2,4

2,3

2,2

 

2,7

2,6

 

2,6

2,0

 

 

 

3,0

2,7

 

 

 

9,0

 

 

 

4,0

3,6

3,1

2,9

2,8

3,7

3,8

3,4

 

3.4

 

 

к3

 

 

 

0,75

0,72

0,77

0,79

0,79

0,73

0,71

0,76

 

0,75

10

о. Тюлений

 

 

 

 

4,3

4,3

 

 

 

4,2

 

 

4,2

2,0

 

 

 

 

3,9

4,0

4,8

3,8

 

 

 

12,7

 

 

 

 

5,2

5,4

5,0

5,0

5,8

5,3

4,8

 

5,2

 

 

К,

 

 

 

 

0,85

0,80

0,78

0,80

0,83

0,79

0,79

 

0,89

11

ХрамГЭС

2,0

 

 

 

 

2,7

1,6

1.3

0,9

1,2

1,7

 

 

1,4

 

 

12,0

 

 

 

 

2,9

2,7

2,3

1,4

2,0

2,9

 

 

2,4

 

 

К»

 

 

 

 

0,93

0,59

0,57

0,64

0,6

0,59

 

 

0,6


месяцу, но не остается постоянным даже в одном и там же месяце — величина Кг кашго-либо меояца данного года может резко отличаться от коэффициента того же месяда другого года (табл. 17).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

17

 

 

Значение К»—

по м/ст Самгори за

отдельные

годы

 

Годы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

XI

X

XI

X I I

год

1962

0,75

0,81

0.78

0,91

0,82

0,86

0,83

0,87

0,86

0,81

1,33

0.98

0,88

1963

0,84

0,93

0,74

0,81

0,75

0,77

0,77

0,81

0,91

0,91

0.82

0,82

1964

.—.

0,87

0,88

0,91

0,93

0,84

0,75

0,85

0,82

0,96

0,87

1965

 

0,96

0,96

0.98

0,98

0,98

0,98

0,95

1,0

0,97

1966

1.0

1,1

1,1

1,1

1,1

0,96

1.3

1.3

1,2

1,1

1,1

0,76

1.1

1967

0,86

0,93

1,1

0,87

0.92

1,0

1,0

1,0

0,96

1968

.—

0,85

0,69

0,67

0,64

0.62

0,65

0,65

0,74

0.64

0,68

Средн.

0,86

0,95

0,87

0,89

0,90

0,86

0,9

0.91

0,92

0,91

0,97

0,91

0,90

Диапазон

изменения Кг весьма широк — например,

для

"Поти он меняется в пределах 0,35—0,6, а для Ахалсопели —

от 0,47 до 0,92 и т. д.

 

на связи №200 с при

 

Особо

.следует остановиться

ско­

ростях ветра ниже 1 м/сек. Для

Намохвани Кг меняется в

пределах

со

3,0, .а для

Орбели — в интервале 1,6

0,86.

 

 

W

 

 

 

 

 

Такое соотношение——

выглядит

несколько

парадок-

сально: скорости

ветра .затухают

не с

приближением

к

по­

верхности Земли, а, наоборот, с отдалением от нее, превра­ щаясь в ряде случаев в ноль уже на высоте флюгера.

Можно было бы, конечно, все это объяснить технически­ ми недостатками как приборов, измеряющих скорости вет­ ра, так и самой техники наблюдений. Такое объяснение име­ ет вполне реальную остову. Как известно, при скорости вет­

ра

1 м/сек легкая доота

флюгера отклоняется всего

пример­

но на

1° от нулевого штифта и ошибка при отсчете

этого уг­

ла,

в

особенности при пониженной видимости, /вполне реаль­

ное

явление. Показания

анемометров также страдают не­

точностью в особенности в условиях горных стран, и расхож­ дения между измеренными и фактическими скоростями ветра могут достигать весьма ощутимых величин, в особенности при

93


малых скоростях. Например, согласно рис.

 

15

позаимство­

ванного нами из [32], для измеренной скорости ветра

ѵа

=

0,3 м/ісек надо вносить

поправку

 

 

33%

для

 

анемометров

с

начальной

скоростью ѵ0

= 0,4 м/сек

и около 70%

для

прибо­

ра с

ѵ0

=

0,8 м/сек. В

специальном

 

исследовании,

проведен­

ном

В. Ю. Тарачковым

и Д. Я- Суражскмм

[62], указывается,

что

как

чашечные измерительные

приборы, так и флюгер

 

 

 

 

 

Вильда

при

малых

скоростях

 

 

 

 

 

ветра

дают

весьма

значительное

 

 

 

 

 

отклонение

от

 

истинного

значе­

 

 

 

 

 

ния,

в

 

сторону

преувеличения.

 

 

 

 

 

 

 

Из

сказанного следует,

что,

 

 

 

 

 

как

 

показания

 

флюгера,

 

так

 

 

 

 

 

и

показания

 

анемометра

 

при

 

 

 

 

 

малых

 

— близких

к

нулю —

 

 

 

 

 

скоростях

ветра

несут

в

себе

 

 

 

 

 

весьма

 

значительные

ошибки,

Рис. 15. График поправок к

пока-

вызванные

техническими

 

прн-

 

заниям

анемометров.

 

чинами,

а также

характером

 

са­

мого

ветра

(порывистость и

т. д.). Если

к

этому

 

добавить

например, еще и ошибки, вызванные

требованиями

специаль­

ных

наставлений по производству

наблюдений над скоростью

ветра (например, при измерении флюгером любому положе­ нию доски между штифтами «0» и «1» приписывается ско­ рость ветра 1 м/сек, а при измерении анемометром скорости ниже 0,5 м/сек, наблюдатель должен указать скорость, рав­ ную нулю, т. е. полный штиль), то станет ясным, что досто­ верность данных о скоростях меньше 1 м/сек весьма низка.

По таблице 16 видно, что нулевому значению

скорости

ветра на высоте флюгера соответствует

значение

W 2 0 0 =

0,3

— 0,2 м/сек, на испарительной площадке

Вамохвани.

 

При близком рассмотрении имеющихся в нашем распо­

ряжении материалов, оказалось, что это

явление

не

являет­

ся локальным и, очевидно, что объяснение его

состоит

от­

нюдь не в ошибках, сопутствующих измерениям малых ско­ ростей или в технически неправильных установках измери­ тельных приборов.

А. М. Мхитарян в работе [43] приводит результаты син­ хронных наблюдений над скоростью ветра на высоте 2,0 м

94


по анемометру и на высоте флюгера с помощью этого послед­ него. Наблюдения проводились на испарительной площадке Севан-остров.

Результаты синхронных наблюдений выразились сле­ дующей формулой:

 

№„,„ = 0,60+0,87 \І7Ф )

 

 

т. е. получается, что при №ф = 0 № 2 , 0 Ф 0 , а равно

0,6

м/сек;

Коэффициент корреляции этой связи, как указывает автор,

весь­

ма высок, г=0,90.

 

 

 

Следует

подчеркнуть, что при

построении

графика

W2,Q = /(№ф)

автор тльзовалься

скоростными

данными

ветра, превосходящими два метра в секунду, т. е. данными, которые все находятся за пределом значительных инстру­ ментальных ошибок, о которых говорилось выше.

Если построить аналогичный график по данным таблицы 16, приведенной выше, то ясно увидим, что точки, соответ­ ствующие станциям с 7<2>0,7 (в том числе и пунктов Намох-

вани и Орбели) вытягиваются вдоль прямой,

аналитическое

выражение которой

 

Ц72,0 = 0,25 + 0,81

(48)

Как видно из графика (рис. 16), все использованные на­ ми данные создали как бы две группы связи: возле линии, выраженной формулой (48) расположились точки, имеющие высокие значения А"2, а возле линии, имеющей аналитическое выражение

 

 

W200

= 0,25 + 0,375 № ф ,

(49)

точки с малыми К2-

 

 

 

 

Анализ

точек показал,

что в первой группе

объединены

те

испарительные площадки, которые расположены на бере­

гу

крупных

водоемов

или

на 'Островах, • расположенных в

акватории больших озер (Каспий, Севан). Исключение пред­ ставляют лишь потийские данные, точки которой сгруппиро­ вались вдоль кривой I I , вместо кривой I , как это следовало ожидать по площадке, расположенной на берегу М'Оря. Та­ кое поведение потийских точек объясняется неудачным рас­ положением испарительной площадки, на которой из-за за­ крытости происходит искажение ветра вблизи, от поверхности

•95


-земли, тогда как к флюгеру, вознесенному на 11 метров, под­ ходят неискаженные потоки воздуха. Занижены также вет­ ровые данные по ХрамГЭС, где испаритель установлен в искусственной роще, состоящей из 8—10-метровых тополей, окружающих бассейн довольно плотным кольцом.

Ѵф

Рис. К\\Ут={(\Ѵф) I—формула (48), II—формула (52), III—формула (49). 1Поти, 2—Ахалсопелн, 3—Намох- вани. 4Самгори, 5—Гардабанн, 6Орбели, 7Севан— остров, 8Каневская, 9Прикумск, 10—о. Тюлений,

11—ХрамГЭС

Таким образом, графики, построенные как по данным специальных наблюдений, проводимых на оз. Севан, так и по сетевым данным, подтверждают 'Существование горизонталь­ ного движения воздушных масс в весьма тонкой приземной полосе, имеющей высоту всего несколько метров, при w$ = 0.

Прежде чем сделать окончательный выбор в пользу то­ го или иного метода пересчета скоростей ветра на искомую высоту, следует вкратце остановиться на влиянии температу­ рной стратификации воздуха на профиль скоростей ветра в

приземном слое.

;

 

Некоторые формулы, с помощью

которых можно

рас­

считать вертикальный профиль ветра

в приземном

слое,

учитывают и состояние стратификации атмосферы. К таковым относится, например, т. н. обобщенный логарифмический за-

96

кон

вертикального профиля

ветра

и обобщенный

степенной

закон.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ниже приводится обобщенная

логарифмическая форму­

ла. Эта формула

имеет следующий

вид

 

 

 

 

 

с / = ^ 1 п т І ,

 

 

 

(50)

 

 

 

хт

Z0

 

 

 

 

где

U—горизонтальная

скорость ветра на

высоте

z;

 

 

л—безразмерная

величина

Кармана,

численно

равная 0,38,

 

а при равновесной стратификации « 0 , 5 6 ;

 

 

и*—динамическая

скорость,

у ^ ^ Ц у ^ " г д е

т—напряжение

 

турбулентного

трения и р—плотность;

 

 

 

т—параметр,

зависящий

от температурной

стратификации

 

атмосферы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Вертикальный

профиль

скоростей

ветра при

стратифи­

кации атмосферы, близкой к равновесной, описывается урав­ нением

U = ^ \ n ^ - ,

(51)

%Z0

вкотором не участвует параметр «m».

После сказанного здесь, т. е. после того как .показано влияние температурной стратификации атмосферы на полно­ ту профиля ветра, встает вопрос о правомерности расчета ветра на требуемой нам высоте по формуле, не учитывающей стратификационное состояние атмосферы (формула 47).

Очевидно, что все сказанное выше о влиянии характера стратификации атмосферы на вид вертикального профиля ветра в приземном слое, вполне справедливо и должно учи­ тываться при рассмотрении вертикальных профилей метеоэлементов за короткий, неосредненный период. Что же каса­ ется периода, имеющего осреднеиный за многие годы метео­ рологические характеристики, то в этом случае, практически вполне допустимо рассматривать формулу (47), как прием­ лемую для расчета профиля ветра в приземном слое.

На допустимость этого указывает и Л. Г. Матвеев [50], который комментируя формулу (51), говорит, что ее вполне допустимо использовать для описания характера раепреде-

7. В. К. Гвахария

97