Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гвахария, В. К. Испарение с водной поверхности водоемов Кавказа

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.26 Mб
Скачать

где £м —испарение за месяц в мм,

^ — средняя

месячная

темпе­

ратура

воздуха в С°, а —средняя

относительная

влажность ме­

сяца

в

%.

 

 

 

 

 

 

 

Следует .напомнить, что под испаряемостью H. Н. Иванов

понимает

«высоту слоя

воды,

испаряющейся

с открытой

пресной поверхности воды крупных водоемов

за

месяц

или

за

год» [27].

 

 

 

 

 

 

Как видим, в данном случае автор оперирует опять же

дефицитом

влажности,

но выраженным в %-ах

(т. к. член

100а есть ничто иное, как дефицит) и температурой воздуха, полностью игнорируя, при этом, влияние ветра на испарение.

Существует еще ряд формул, которые испарение с вод­ ной поверхности и испаряемость связывают с иными гидро­

метеорологическими

факторами.

 

 

 

 

 

 

 

Однако,

 

рассматривать

формулу типа

(37)

как

приемле­

мую

для

расчета испарения с водной

поверхности

водоемов

горных стран, 'Следует с большой осторожностью.

 

 

 

Основным недостатком

этой

формулы

является отождеств­

ление

недостатка насыщения, рассчитанного по разности

 

0—-£200)

с дефицитом влажности (D), измеренного

в

психрометрических

будках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как

известно,

положение

о

пропорциональности

между

ео~езоо

1 1

А>оо

строится на

очевидней

факте,

что

<?„=/(/„);

е' = /(^ 2 0 0 )

и

t0

= t (t200).

Исходя

из

этого Б. Д. Зайков

вполне

справедливо

строит уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e o-e aoo = ( e ' - e 2 o o > l + ( ' ' o - e ' ) = ö 2

0 0 + ( f u - e 0 ,

 

(39)

где е'—максимальная

упругость

пара по

£3 0 0 (навысоте

200 см).

Между

максимальной

упругостью

пара

и

температурой

воздуха существует тесная зависимость, описанная специаль­

ными формулами. Однако,

абсолютная влажность

зависит

не столько 'От температуры

воздуха, сколько от типа

воздуш­

ной массы — если она относится к континентальному, то во­ дяных паров в ней содержится меньше, чем в морском, при равных температурах и т. д. Поэтому, говорить о зависи­ мости е2оо = f(t) в принципе не приходится..

Однако, нельзя не отметить, что в многолетнем1 разрезе времени такая зависимость для конкретной территории обыч­ но вырисовывается довольно четко, что обусловлено харак60

терньми для данного района вторжениями воздушных масс,

•повторяющихся

из

года в год с

незначительными вариация­

ми, и,

что главное,

осреднением

е200 и

t

за большой

отрезок

времени. Отсутствие теоретической связи e2QQ = f (^200)

не оз­

начает,

что не

должна

существовать

 

зависимость

между

е о ~ е 2 о о

и D. В

виду

того, что

как

е0

так й е' уменшают-

ся на одну и туже величину е200, то связь

между е0е200

и D 2 0 0

вполне закономерна и она выражается, например, формулой (36). Но эта связь не однозначна и изменяется в зависимости от многих причин, в частности от размеров водоема, от гео­

графического

его

местоположения и

т. д., т. е. коэффициент

«С» является

непостоянным.

 

 

 

 

Для

выявления возможности

 

установления

связи

е0 е 2 0 0

= cD%oa

в

условиях Кавказа,

нами

был проанали­

зирован

материал,

существующий

по

ряду

испарительных

бассейнов.

 

 

 

 

 

 

 

Как

показал

анализ, зависимость

эта не

'однозначна, а

имеет сложный вид. Наиболее просто она выглядит для ис­ парительного бассейна Ладжанури-Орбели, где кривая пов­

торяет форму

раздвоенной кривой t0 = f(i2oo) с восходящей

и нисходящей

ветвями.

Как было сказано выше, дефицит влажности зависит от температуры воздуха и абсолютной влажности. .Коль скоро эти два метеорологических элемента в горной стране прояв­ ляют зависимость от высоты местности, то естественно ожи­ дать зависимость от высоты также и дефицита влажности. Выявление такой зависимости сильно облегчило бы задачу

расчета испарения

с воды в

горных

странах.

D2aa=f(H),

Ниже, на рис. 6 приводятся график зависимости

построенный для

апреля и

августа

по многолетним

сред­

ним величинам. Как видно из графика, общее убывание де­

фицита с высотой на изучаемой территории,

в особенности в

верхней части кривой, ярко выражено. Что

касается

высот

от 0 до 300 метров, относящихся в основном

к Западной

Гру­

зии, здесь как в апреле, так и в августе наблюдается не­

который

рост дефицита влажности с ростом высоты.

Выше

же 300

метров и в этом районе зависимость принимает об­

щий характер — дефицит убывает с высотой.

 

На

рис. 6 зависимость-D = f (Н) построена не

в виде

61

кривых линии, а дано поле точек с весьма значительным раз­ бросом их. Особенно большой разброс точек характерен для августа и в диапазоне высот от 300 м до 1600 м. Внутри фи­ гуры, ограниченной слева линией наименьших значений де­ фицита, а- справа линией наибольших значений, точки раз­ бросаны без всякой видимой закономерности. Что касается

годовых значений дефицита, зависимость их от высоты весь­ ма слабая, в особенности в диапазоне высот 1000—2200 мет­ ров. Ниже 1000-метровой высоты годовая кривая полностью

повторяет

ход апрельского графика.

 

 

 

Прежде чем сделать окончательный вывод

о годности

формулы

(37) для расчета испарения с водной

поверхности

горных водоемов, следует осветить

еще один

М'омент. Как

мы уже говорили выше, дефицит влажности,

являющийся

функцией

/200 и ^200. формируется не

в точке, где

его измеря­

ют, а за многие тысячи километров от нее. Например,

массы

морского воздуха, поступающие в Западную Грузию,

приоб-

62

 

 

 

 

ретают присущие им температурные

и. влажностные свойетва-

в далекой

Атлантике,

а континентальный воздух,

подходя­

щий к Азербайджану

с востока, формируется

в далеких

пус­

тынях Средней Азии,

в степях Казахстана, и Сиібири. Мест­

ные факторы производят лишь, малозначительные

изменения

общего характера этих масс воздуха. Что же касается

не­

достатка

влаги рассчитанного по

разности

0 — еа о о )

он,,

наоборот, почти полностью формируется в той точке, где его измеряют, поскольку один из составляющих этой разности, в частности е0 является функцией, to, т. е. температуры испа­ ряющей поверхности, зависящей не только от температуры расположенной над водоемом воздушной, .массы, но в зна­ чительной степени и от факторов, перечисленных выше, и плюс к этим еще и от глубины водоема, ее прозрачности и т. д., т. е. в конечном счете от количества поступающей не­

посредственно к поверхности, воды

солнечной,

радиации и

степени ее

поглощения.

 

 

 

 

Оказанное легко подтвердить общеизвестным, фактом, что-

-на

испарительных

площадках,

оборудованных

испаромером

и

бассейном,

малые

испарители

типа

ГГИ—3000 испаряют

гораздо больше влаги, чем. бассейны, хотя очевидно, что де­

фицит влажности

над площадью, где

установлены

оба

этих

испарительных устройства, имеет одно

и то же

значение.

Все дело в том, что tQ воды в ГГИ—3000

обычно выше,

чем

в испарительном

.бассейне.

 

 

 

 

Это несоответствие между е0 —е 2 э 0

и D 2 0 0 в известной

ме­

ре стирается с ростом водоема, по причине трансформации влажности и температуры воздуха, переходящей с суши на воду, под влиянием последней.

Как известно, Б. Д. Зайков картировал «С» (из уравне­ ния е0 — е„0 0 cDï00), придав, таким образом, географи­ ческое содержание этому коэффициенту пропорциональности.. Однако, как мы видим из приведенного выше рассуждения,, коэффициент этот должен зависеть не только от географи­ ческих факторов, но и от величины водоема, режима его питания и морфологии, т. е. от всех тех факторов, которые влияют на формирование температуры испаряющей поверх­ ности.

Температура воздуха. Этот элемент хотя и не участвует

'Непосредственно

в предлагаемой

нами

расчетной

формуле,

его рассмотрение

необходимо, так как с его помощью произ­

водится определение

температуры

воды

(по

связи t0 =

f (hoo) • Кроме того,

для определения

продолжительности

периода испарения с водной поверхности,

т. е. периода, ког­

да :на водоемах отсутствует ледовый покрав,

необходимым

.становится определение отрезка времени

года с положитель­

ными температурами воздуха. Для этого

обычно

строят

связь между датами

весеннего и осеннего

перехода

среднесу­

точной температуры

воздуха через

ноль

и высотой местности

Ниже, на рис. 7, дается график зависимости даты пере­ хода среднесуточной температуры воздуха через 0° от высоты местности. Левые линии показывают весенний переход, а пра­ вые — осенний; между ними заключен теплый период.

Для построения графика были использованы данные 375 метеорологических станций и постов, расположенных по всему Кавказу.

Анализ графика дает возможность констатировать сле­ дующие факты: 1. Убывание продолжительности теплого периода происходит по всей изучаемой территории довольно монотонно, с незначительными отклонениями, приуроченны­ ми к отдельным формам рельефа (чередование склонов и плоскогорий и т. д.), 2. Поле рассеяния точек сужается с вы­ сотой, т. е., если на низких высотах крайние пределы откло­ нения от средних дат достигают ± 24 дня, то на высоте в 3000 метров это отклонение не превышает ± 6 дней.

Наиболее интересной является нижняя часть графика, освещающая изучаемую территорию в пределах 0—-300 мет­ ров. На этих выоотах располагаются климатически настоль­ ко неоднородные участки, что говорить о какой-то общей для них связи просто не приходится. Эта зона включает в себя, например, Колхидскую низменность, где среднемесяч­ ная температура воздуха редко опускается ниже нуля (осо­ бенно в причерноморской ее части) и южные участки При­ каспийской низменности, где средняя температура воздуха с отрицательным знаком держится иногда в течение двух ме­ сяцев (например, Шелковская ,в Чечѳпо-РІнгушокой АССР, Кочубей в Дагестанской АССР и др.).

64

При более подробном анализе данных метеостанции и постов, низменные части изучаемой территории образовали резко отличающиеся друг от друга по температурному режи-

I I I

I V

V I

V I I V I I / I X

X

X I

X I I 1

Рис. 7. Даты перехода через нулевую температуру воз­ духа в зависимости от высоты. 1—Северный Кавказ; 2—Армянская ССР; 3—Грузинская ССР; 4—Азербайдт , ,

жанская ССР и Дагестанская АССР.

му две группы — Северо-Кавказскую, где. даже на'высотах, лежащих ниже уровня моря, наблюдаются зимние холода, более продолжительные на востоке 1 и менее продолжитель-

5. В. К. Гвахария

65

ные — на западе, у Черного и АЗОЙСКОГО морей-, и Закавказ­ скую, где на высотах ниже 300 м почти нигде не отмечаются отрицательные многолетние среднесуточные температуры воздуха. Более того, в отдельных ианболее удачно располо­ женных по отношению к северным ветрам местностях За-

 

 

ю

го

 

Рис.

8. ot=f(H)

1—апрель, 2—август.

кавказья

безморозные зимы

наблюдаются на высотах до

7 0 0 — 8 0 0

м над

уровнем моря.

Изменение температуры воздуха с высотой изучалось по зависимостям ^200 = f (H)-

На рис. 8 для иллюстрации приведены кривые апреля и августа, освещающих отдельные районы Кавказа. Фактичес­ ки же было построено несравненно большее число кривых, охвативших всю изучаемую территорию в период с положи­ тельными температурами воздух>а.

66

Температура воды. Температурный режим водоемов весьма своеобразен. По данным наблюдений над темпера­ турой воды в бассейнах и температурой воздуха на высоте

200 см, Измеренных

тут же, на

 

испарительных

площадках,

были построены зависимости t0

=

f (r2oö) - На рис. 9 приведе­

ны эти

кривые.

 

 

 

 

 

Всего было построено 16

кривых, охватывающих

в ос­

новном все Закавказье и частично Предкавказье

(испари­

тельные

бассейны Прикумски

Каневская).

 

 

Предварительный анализ температурных данных пока­

зал, что зависимость

t0 = f (hoo)

из года в год почти

не ме­

няется. Имеющаяся

вариация

в

степени разброса

точек в

отдельные годы никак не влияет на положение линии

равно­

весия — положение этих последних на поле координат оста­

ется

постоянным из года

в год. Подмеченная

закономер­

ность

дала возможность

гари построении U — f (^200) исполь­

зовать даеные

не только тех бассейнов, по которым имеются

длинные ряды

наблюдений, но и по тем, -которые

Действова­

ли всего 1—2 года. Таких бассейнов, с короткими рядами, су­

ществует

(или существовало) на изучаемой

территории

5,

т. е. около

половины

'.бассейнов с длинными

радами.

 

 

Кривые, представленные на рис. 9 дали возможность

раз­

бить

вею территорию

(Кавказа на 3 области, с одинаковым

для

каждой из них ходом кривой t 0

= f (t2oo) •

 

 

 

Первый район, с кривой, имеющей выпуклость в

нижнем

конце, располагается

на территории

Колхидской

низмен­

ности и охватывает всю область Западной Грузии,

располо­

женную в диапазоне

высоты от 0 до 550—600 метров. Район

второй охватывает низменные части восточного Закавказья и Предкавказья. Высотное распространение этого района так­ же невелико — верхняя граница ее лежит до 600 метров. По косвенным оценкам, этот район должен распространять­ ся также на левобережную равнину Аракоа, в пределах Армянской ССР и Нахичеванской АССР, до 1000 м н. у. м. Вся остальная часть Кавказа является третьим районом, с прямолинейной зависимостью по всему диапазону темпера­ тур. Этот район территориально занимает всю высокогорную часть Кавказа, он расположен на высотах, выше 550—600

67

метров в Западном

Закавказье я выше 600 метров — в Вос­

точном Закавказье

и Предкавказье.

 

 

Предлагаемое

деление является несколько

схематич­

ным, что обусловлено малым числом данных

наблюдений.

Как видно из рис. 9, основная разница

между

кривыми

разных районов заключается в следующем: 1. В форме кри­

вых и 2.

Неодинаковых значений /0 , при одинаковых темпе­

ратурах

воздуха.

 

Кривые третьего района прямолинейны на всем протя­

жении, и в любой ее

точке температура воды превосходит

 

Т..

 

38

Ж

 

 

 

!

t

го.

 

 

 

1

 

 

1

/

 

 

10

Рис.

9а.

^ 0 = ^ (^оо) Д л я испарительных бассейнов.

Район

I: 1—бассейны Бзиби, Хубери. Намохвани, Поти.

 

 

2—Орбели, 3—Ахалсопели.

температуру

воздуха; коэффициент отношения между ними

все время остается

меньше единицы.

Кривые первого района прямолинейны лишь выше че­ тырехградусного значения температуры воздуха, ниже этого предела они Начинают изгибаться и в пределах от 1 до 5 гра­ дусов температура воздуха превышает температуру воды.

68

То

Рис. 96. ^о=/(^оо) Д л я испарительных бассейнов. Район II: 1—Каневская, 2—Мингечаур,!Самгори, 3—Прикумск, 4—о. Тюлений.

5 Ю IS 20 25 t^K,

Рис. 9в. to—fVîoo) Д л я испарительных бассейнов.

Район III: 1—Жинвали, Шаори, Севан, ХрамГЭС; 2—Паравани, 3—Казбеги, 4—Артаниш.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ