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
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 W§ 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). 1—Поти, 2—Ахалсопелн, 3—Намох- вани. 4—Самгори, 5—Гардабанн, 6—Орбели, 7—Севан— остров, 8—Каневская, 9—Прикумск, 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 |