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: 92

Скачиваний: 0

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

Рис. 17. Графики связи Eu=f

(Н). У кривых номера, соответствующие номерам районов однозначной связи.

Рис. 18. Схема районов с однозначной спя.іыо £ „ „ = / ( / / ) .

рис 19 Карта испарения

с водной

поверхности 20-метровых испарительных бассейнов. 1-изолинии

испаргния в м

сдоя; 2-изолинии

испарения

ориентировочные; 3—слой испарения выше (+) или ниже (—)

значения

 

 

близлежащей ^изолвдии.

 

ИЗОЛИНИИ проводились

через

каждые 100 мм; там, где-

рельеф этото не позволял, производилась разрядка. .

Как видно из кривых £

2 0 = f

(Я) .общий закон убывания

испарения с высотой соблюдается в основном по всей иссле­ дуемой территории. Исключение представляют лишь отдель­ ные районы, где в начале — на малых высотах — градиент имеет нулевое, либо даже небольшое положительное зна­ чение. При выходе за пределы средних высот эти кривые связи также отклоняются влево, повторяя всеобщий закон убывания испарения с высотой (Аджарская АССР, Дагестан­ ская АССР, Ленкорань и др.).

При детальном исследовании, оказалось, что, несмотря на большое количество пунктов, для которых было рассчи­

тано испарение

(более

400), кривыми E^ = f{H)

удалось

осветить далеко

не все склоны и речные долины

изучаемой

территории. В этих условиях проводить изолинии

приходи­

лось с ориентацией на соседние районы.

 

Сложность рельефа, значительное отличие величин ис­

парения по близлежащим пунктам, а в отдельных

случаях и

инверсионное явление,

вызывали необходимость

значитель­

ной генерализации изолиний.

На рис. 19 представлена карта годового испарения с по­ верхности воды 20-метровых испарительных бассейнов.

Как и следовало ожидать, карта ясно указывает на об­ щую закономерность убывания годовых сумм испарения с •увеличением высоты местности. На равнинной части Север­ ного Кавказа испарение с бассейнов равняется 900—1000— 1100 мм/год; в Закавказье, на межгорных Рионской и Куринекой равнинах величина испарения много выше: годовая сум­ ма в 1500 и более миллиметров здесь занимает значительную тлощадь, в особенности в Восточном Закавказье. Рекордных

.величин испарение достигает на Араратской долине, в Ар­ мении и к востоку от нее, в пределах Азербайджанской ССР. Этот последний район является областью'наиболее высоких годовых сумм испарения на изучаемой; территории. Наимень­ шая величина испарений (300—400 мм) отмечается в пригребневой части Главного Кавказского хребта, от западных границ Дагестана до Абхазии и, отдельными: точками, на территории Армении.

111


Величина годовой суммы испарения в 500—700 мм ха­ рактерна для большей части южно-грузинского нагорья, Ар­ мянского нагорья и наиболее возвышенной части Малого Кавказа в пределах Азербайджана.

Значительная изменчивость замечается в распределении годового испарения вдоль морских побережий Кавказа. Оча­ гами наиболее высокого испарения являются побережья Азовского моря и Кастой я у Апшерона. На побережье Азов- •.юкопо моря годовая сумма испарения колеблется в пределах

1000—1300 мм, у Апшеронокого

полуострова •— от

1000 до

1500 мм. Высокое испарение характерно

и для того

участка

Черного моря, который входит

в Краснодарский

край

1000—1200 мм; у Абхазского

отрезка

оно снижается

до

S00—1100 мм, вновь повышается к югу от г. Поти

(1000—

1500 мм) и уменьшается до 750—900 мм вдоль Аджарского побережья.

Относительно низкие суммы годового испарения харак­ терны для Каспийского моря. За исключением упомянутого выше Апшѳронского полуострова и прилегающих к нему с севера и юга участков, здесь господствующими величинами годовых сумм являются суммы в 700—800 мм. Постоянством отличаются острова Каспийского моря — по четырем остров­ ным пунктам, отстоящими друг от друга на много сотен ки­ лометров с севера на юг, годовая сумма колеблется в пре­ делах 930—970 мм, что практически можно принять за пос­ тоянную величину. Зоны повышенного испарения на Кавка­ зе три: 1. Рионская долина, в районе г. Кутаиси, 2. Курин - екая равнина от г. Тбилиси до Мингечаура и далее на восток 'включая Алшеронский полуостров и 3. Араратская равнина, Нахнчеваінская АССР и низовья р. Акера на территории Азербайджана.

На карте испарения эти районы нами оконтурены изо­ линией со значением в 1500 мм годового испарения. Однако, если взглянуть на табл. 18, то увидим, что внутри означен­ ной изолинии располагаются пункты с суммарным годовым испарением, доходящим даже до 1700 мм и более (в третьем районе).

На возможность высокой испаряемости в этих районах указывают и авторы карт испаряемости, помещенных в ат-

112


ласах Армянской ССР и Азербайджанской ССР. Цветами наибольшей градации («более 1500») на этих картах закра­

шены

те

же

районы.

 

 

 

 

 

 

Распределение дефицита влажности (D) по территории

Кавказа ясно указывает,

что районы

повышенного

испарения

(за исключением

Кутаисского в Западной Грузии)

характе­

ризуются

исключительно

высокими

значениями

дефицита

влажности

(20—25 мб),

что ясно указывает на

возможность

высокого испарения в этих районах3 . Что касается

высокого

испарения

в районе г. Кутаиси, оно обусловлено также

взаи­

модействием

повышенной температуры,

высоких

скоростей

ветра и значительной сухостью воздуха.

 

 

 

Составленная

нами

карта, а также

кривые

/f2o =

/ ( # ) ,

на основе

которых строилась карта 19, могут служить

для

определения

испарения с водной поверхности лишь

для

весь­

ма малых

водоемов и прудов, размеры которых

настолько

малы,

что

практически не воздействуют на скорость ветра и

не сильно

отклоняют тепловой режим

водоема

от режима

20-метровых

испарительных бассейнов.

 

 

 

 

С ростом габаритов водоемов увеличивается различие между испарением, определяемым предложенной нами кар­ той и кривыми и испарением, имеющим место с данного водоема. Вызвано это отклонение изменением ветрового ре­ жима, влажности воздуха и температуры воды под воздей­ ствием морфометрии водоема, т. е. из-за трансформации воздуха над водоемом под воздействием последнего.

Испарение с поверхности фактического водоема может быть больше или меньше испарения, рассчитанного по карте.

Если имеет место затухание ветра над водоемом, как это выявлено, например, над озерам Севан, то из-за меньшего значения ветрового аргумента испарение с озера будет мень­ ше, чем с сухопутного испарительного бассейна; если озеро мелководное и вода имеет повышенную мутность (Джавахетские озера), то его тепловой показатель может оказать-

3 Как

известно (е0

— е 2 0 0 )

и D

тесно связаны между

собой и

су­

ществует

ряд

формул,

которые

представляют испарение

с водной

по­

верхности

как

функцию

D (наілр. 37,

38).

 

 

8. В. К. Гвахария

113


ся выше испарителя и, поэтому, испарение с его поверхности будет большим.

Основная ценность составленной нами карты испарения с 20-метровых бассейнов состоит в том, что она послужила основой для построения карты испарения с водной поверх­

ности

водоемов

Кавказа.

Без

этой

карты

и без кривых

•Его =

/ (Н) не

удалось бы

построить

столь

нужную для

практики карту

испарения

с водоемов.

 

 

 

 

ГЛАВА

VIII

 

 

 

ТРАНСФОРМАЦИЯ ВОЗДУХА

Согласно методике, принятой нами'для построения карты испарения с поверхности водоемов Кавказа, требуется иметь хотя бы несколько рассчитанных с реальных водоемов вели­ чин испарения.

Как уже говорилось выше, для того, чтобы рассчитать испарение с поверхности водоемов, следует в эмпирические

формулы подставлять

значения скорости ветра и

абсолют­

ной влажности воздуха, измеренные

непосредственно над

водной поверхностью.

Однако такие

данные, как

известно,

имеются крайне редко. В подавляющем большинстве

случаев

наблюдения над метеоэлементами

ведутся лишь на

 

берего­

вых станциях, а температура воды

измеряется в одной

точке,

у берега.

 

 

 

Исследования ряда авторш, как отечественных, так и зарубежных, дали возможность изучить характер трансфор­

мации

метеоэлементов при*

переходе

воздушной массы с су­

ши на

водную поверхность,

что, со

своей стороны, открыло

пути к использованию при расчетах испарения данных бере­

говых метеостанций, с введением

поправок

на

трансфор­

мацию.

 

 

 

 

 

 

Процесс трансформации воздушной массы является весь­

ма

сложным,

поскольку

при этом

претерпевают

изменения

не

отдельные

элементы,

а весь комплекс —

скорость ветра,

температура воздуха, влажность и т. д. Кроме того, происхо­ дит изменение не только свойств воздушной массы под влия­ нием подстилающей поверхности (в данном случае воды),

• Д14


но меняются характеристики и самой воды под воздействием проходящей над ней воздушной массы. Описать все это слож­ ное переплетение процессов трансформации математически невозможно, по крайней мере, в настоящее время. Однако это не указывает на отсутствие возможности расчета трансфор­ мации отдельных элементов, с известной, конечно, схемати­ зацией процесса и определенными упрощениями.

1. Трансформация ветра

Скорость передвижения воздушных масс в горизонталь­ ной плоскости или скорость ветра, во многом определяет сте­ пень трансформации воздушной массы, в частности ее темпе­ ратуры и влажности. Чем ниже скорость ветра над водоемом, тем дольше пребывает данная воздушная масса над водной поверхностью и тем больше она трансформируется, и наобо­ рот. Степень трансформации, со своей стороны, определяет и величину испарения с водной поверхности — сближение тем­ пературы вода-воздух и насыщение воздушной массы пара­ ми воды приводит к уменьшению в дальнейшем испарения

ит. д.

Кроме того, изменение скорости воздушных масс при­ водит непосредственно к изменению величины испарения, как это вытекает почти из всех расчетных формул, где ветер фи­ гурирует одним из аргументов, определяющим скорость ис­ парения.

Поэтому, правильное уяснение процесса трансформации скорости ветра при переходе воздушной массы с ісуши на во­

ду и

над

водной поверхностью имеет немаловажное

значе­

ние

для

правильного расчета испарения с водоема,

при от­

сутствии наблюдений над скоростью ветра непосредственно •над водной поверхностью.

'«Трансформация ветра вызывается, в основном, изме­ нением трех факторов, отражающих влияние подстилающей поверхности на воздушный поток, а именно: шероховатости подстилающей поверхности, напряжения турбулентного тре­ ния и перепада температуры между подстилающей поверх­ ностью и прилегающим к ней слоем воздуха» [7].

Попытки разных авторов исследовать характер транс­ формации ветріа в связи с изменением вышеперечисленных

115

аргументов показали, что разработать единую методику, равно как и единую формулу пересчета скорости ветра с по­ казаний береговых станций, не удается [7, 14, 25, 52, 55 и др.].

Как наглядно показал Г. Г. Тараканов 160], скорости ветра, при его переходе с суши на воду, меняются в весьма

широких пределах (по сравнению с

начальными скоростя­

ми), меняя зачастую даже знак, и,

что в приращении ско­

рости ветра (как по абсолютному

его значению, так и по зна­

ку)

замечается хорошо

выраженный суточный

ход, завися­

щий

от температурного

различия

вода-воздух.

 

 

Подавляющее большинство существующих

исследований

трансформации ветра,

а также

выводы и рекомендации по

расчету, относятся к водоемам, расположенным в равнинных физико-географических зонах. Лишь исключительно неболь­

шое количество исследований

поставлено

на горных водое­

мах. Основные работы из этих

последних

проводились

на

озере Севан.

 

 

 

Как показали работы ряда

авторов [43, 45], характер

из­

менения ветра над горными водоемами резко отличается от такового в условиях равнинных водоемов. Причина этому —

рельеф и связанные с .ним аэродинамические процессы.

 

Следует в особенности выделить опыты последних лет,

поставленные на озере Севан, под руководством

А. М. Мхи-

таряна,

показавшие несостоятельность

подхода

ряда

авто­

ров к процессу трансформации ветра

над горным водоемом

с позиции выводов, полученных на равнинных

водохрани­

лищах.

 

 

 

 

 

 

С точки зрения ветрового режима

 

горный и

равнинный

водоемы отличаются друг от друга,

в

первую

очередь,

по

закрытости чаши водоема положительными формами

релье­

фа1 . С

этой точки зрения и водоемы,

расположенные

на

•низких высотах, но закрытые для ветра почти по всем рум­

бам, могут иметь

характер

«гарного» водоема, тогда как на

1 Под ронным открытым местом

Б. Д. Зайков

повышает «поверхность

с уклоном• менее чем

2° на площади

.радиусом 100

м и с расстоянием -от

ближайших

отдельных холмов,

строений и деревьев не менее 20-кратной

их высоты»

[23]. .

 

 

 

 

116