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
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.ч |
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