thornthwaitova metoda ocene izhlapevanja z vodno bilanco tal

THORNTHWAITOVA metoda ocene izhlapevanja z vodno bilanco tal

OBMOČJEKORENIN

P

EN

T

PO

PODTALNICA

KD

OK

VK

ΔVK=P +N +KD ±PO -T -E -OK dotok vode v sistem odtok vode iz sistema

lahko predstavlja DOTOK ali ODTOK

VK vodna vsebina v območju koreninP padavineN namakanjeKD kapilarni dvig vodePO površinski odtok vodeT transpiracijaE evaporacijaOK odtok vode iz območja korenin

VODNI CIKELZ VIDIKA RASTLIN

EvapotranspiracijaEVAPORACIJA - prehajanje vode v obliki vodne pare z vodne površine ali zemeljskega površja

TRANSPIRACIJA - prehajanje vode v obliki vodne pare skozi listne reže v ozračje (preko rastlin)

POTENCIALNA EVAPOTRANSPIRACIJA (PET) - evapotranspiracija v primeru zadostne zaloge vode v tleh za izbrano rastlino

DEJANSKA EVAPOTRANSPIRACIJA (DET) - evapotranspiracija v primeru omejene zaloge vode v tleh

Meritve

Mikrometeorološke ocene

• evaporacijske posode (evaporimetri)(meritve izhlapevanja z vodne površine ali skozi porozna telesa)

• lizimetri (meritve izhlapevanja z gole ali poraščene zemeljske površine)

• zajetja

različne fizikalne, empirične in semiempirične zveze (Antalova, Thornthwaitova, Penmanova...)

Ocene izhlapevanja

Meritve evapotranspiracije (še posebej transpiracije) so zaradi številnih dejavnikov, ki vplivajo na ta proces, zelo težavne in nenatančne. Zato se poleg različnih inštrumentov uporabljajo tudi številne računske ocene evapotranspiracije.

Meritve evaporacije

UK Met. Office type

US Class A pan

1.83 m stranica0.61 m globina

1.21 m premer0.255 m globina150 mm odmik od tal

evaporacija = sprememba gladine - padavine

Potrebujemo ustrezne koeficiente

za popravke, če s takšnimi meritvami

ocenjujemo potencialno

evaporacijo na določenih tleh.

ATMOMETER

-(meritev izhlapevanja skozi porozno keramično cev)

gola tla

vegetacija

Zbiralni prostor

prst

skala

pesek

meritve vode, ki pronica v tla

THORNTHWAITOVA METODA ocene EVAPOTRANSPIRACIJE

Potrebujemo podatke o

- povprečnih mesečnih temperaturah zraka,

- količinah mesečnih padavin in

- kapaciteti tal za vodo.

JAN FEB MAR APR MAJ JUN JUL AVG SEP OKT NOV DEC LETO

im

PET’

k

PET

RR

R

V

M

DET

mT

mesečna količina padavin (mm)

povprečna mesečna temperatura (0C)

MURSKA SOBOTA (1961-1990), 46° 39'

THORNTHWAITOVA METODA ZA DOLOČANJE EVAPOTRANSPIRACIJE

Potrebujemo podatke o - povprečnih mesečnih temperaturah zraka in - količinah mesečnih padavin.

Računanje ima naslednje stopnje

1. Na osnovi povprečne mesečne temperature zraka

( , v 0C) izračunamo za vsak mesec kalorični mesečni indeks ( ) : mT

mi

Odvisnost mesečnega kaloričnega indeksa

od temperature zraka.

514,1

5

m

mT

i

Kadar je povprečna mesečna temperatura negativna, je mesečni kalorični indeks 0. Za določevanje uporabljamo tabelo.

S seštevanjem mesečnih kaloričnih indeksov dobimo letni kalorični indeks kot vsoto mesečnih indeksov:

12

1mmiI

2. Na Thornthwaitovem nomogramu grafično določimo normirano (normirana pomeni, da velja za 12-urni dan in 30-dnevni mesec) potencialno evapotranspiracijo (PET').

točka 1

točka 2

Na y os letnega kaloričnega indeksa nanesemo vrednost indeksa 'I' in jo označimo s točko 1.

Točka 2 je pri vrednosti temperature 26,5 0C in 135 mm normirane potencialne evapotranspiracije (PET')

povežemo točki 1 in 2

Na y osi zdaj označimo , gremo vzporedno z x osjo skozi premico (ki poteka skozi točki 1 in 2), vrednost na x osi, ki določa točko presečišča, je vrednost PET'!

mT

3. Določimo potencialno evapotranspiracijo (PET) - normirano potencialno evapotranspiracijo množimo s korekcijskim faktorjem (k), ki je odvisen od geografske širine in meseca, za

katerega računamo (faktor 'k' je podan v tabeli).

kPETPET '

φ jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

45˚ 0,80 0,81 1,02 1,13 1,28 1,29 1,31 1,21 1,04 0,94 0,79 0,75

46˚ 0,79 0,81 1,02 1,13 1,29 1,31 1,32 1,22 1,04 0,94 0,79 0,74

47˚ 0,77 0,80 1,02 1,14 1,30 1,32 1,33 1,22 1,04 0,93 0,78 0,73

Korekcijski faktor 'k' za množenje PET' kot funkcija geografske širine φ in letnega časa

4. Izračunamo DEJANSKO EVAPOTRANSPIRACIJO (DET)

Poleg podatkov o mesečni količini padavin (RR) potrebujemo še podatek o tem, koliko vode lahko največ drži gornji sloj tal (Rmax); maksimalna vsebnost vode v zgornjem sloju tal je npr. 40 mm, 60 mm, 80 mm, 100 mm...

5. Začnemo z izračunavanjem mesečne rezerve vode v tleh (Ri) za mesec i:

primer za mesec MAJ

iiii PETRRRR 1

MAJMAJAPRMAJ PETRRRR

rezerva v tleh v aprilupadavine v maju izhlapevanje v maju

6. Istočasno računamo viške (V) in primanjkljaje (M) vode v tleh:*če je izračunana mesečna rezerva vode (Rm) večja od največje možne

vsebnosti vode (Rmax) v tleh maxRRm , potem velja, da je

maxRRm in imamo viške vode (Vm) v tleh, primanjkljajev (Mm) ni

maxRRV mm Mm=0

*če velja, da je izračunana mesečna rezerva vode (Rm)

večja od 0 in manjša od največje možne vsebnosti vode (Rmax) v tleh

max0 RRm nimamo viškov (Vm), niti primankljajev vode (Mm)

0,0 mm MV

* če velja, da je izračunana mesečna rezerva vode (Rm) manjša od 0

0mR , nimamo viškov (Vm), niti rezerve (Rm) vode v tleh

0,0 mm RV , imamo pa primanjkljaj (Mm) vode mm RM

7. Izračunamo še dejansko evapotranspiracijo:-če primanjkljajev vode ni, potem izhlapi dejansko toliko vode kot znaša potencialna evapotranspiracija:

mPETDET

-če imamo primanjkljaje vode, potem v določenem mesecu lahko izhlapi samo toliko vode, kot jo je na razpolago (rezerva iz prejšnega meseca in padavine za tekoči mesec)

mm RRRDET 1

020406080100120140

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

ČAS (MESECI)

ET,

oz.

RR

(mm

)

PET

RR

DET

MS (1961-1990)

Ljubljana: 1971-2000

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

pada

vine

in e

vapo

tran

spir

acij

a [m

m]