Transcript מצגת על התאדות מגיגית

‫הגדרות‪:‬‬
‫התאדות )‪ : (Evaporation‬תהליך בו מים במצב‬
‫נוזלי עוברים למים במצב גזי‪.‬‬
‫דיות )‪ : (Transpiration‬התאדות מים מרקמות‬
‫צמחים‪.‬‬
‫באטמוספרה קיים מפל אנכי של אדי מים‪ .‬מפל‬
‫זה משמש ככוח מניע להתאדות‪.‬‬
‫נוסחת דלטון הבסיסית לתיאור ההתאדות ממשטח כלשהו‪:‬‬
‫) ‪E  f (e1  e0‬‬
‫כאשר‪:‬‬
‫‪ f‬פונקציה התלויה ב‪ :‬מהירות הרוח‪ ,‬טמפרטורה‪ ,‬מצב יציבות‪ ,‬שימושי‬
‫השטח‬
‫‪ – e0‬לחץ אדים בפני השטח‬
‫‪ – e1‬לחץ האדים באוויר‬
‫חשוב לציין כי מדובר רק על מפל אנכי של לחץ אדים (שטח גדול אינסופי‪,‬‬
‫בהזנחת השפעת השפות)‪.‬‬
‫התאדות ממשטח כלשהו תתרחש בנוכחות‪:‬‬
‫•מים במשטח‬
‫•מקור אנרגיה (קרינה סולרית‪ ,‬טמפרטורה)‬
‫• רוח המסלקת אדי מים מעל המשטח‪.‬‬
‫•מפל לחץ אדים אנכי בין המשטח לאוויר‬
‫הערכת ההתאיידות חשובה מבחינה חקלאית‪ .‬זה עוזר לתכנן‬
‫את ממשק ההשקיה‪ :‬מתי להשקות וכמה‪.‬‬
‫מה לגבי התאדות אופקית ?????‬
‫התאדות פוטנציאלית‪:‬‬
‫מתארת את דרישת האטמוספרה לאדי מים‪,‬‬
‫בהנחה כי אין מגבלת מים במשטח המאדה‪.‬‬
‫התאדות אמיתית‪:‬‬
‫מתארת את כמות אדי המים שעברו בפועל בין‬
‫שתי שכבות אוויר אנכיות מעל השטח המאדה‪.‬‬
‫מקורות של התאדות במחזור ההידרולוגי‪:‬‬
‫פני צמחיה‬
‫קרקע חשופה‬
‫פני מים חופשיים (ימים‪ ,‬אגמים‪ ,‬אוקיינוסים ועוד)‬
‫שיטות מדידה‬
‫• ישירות‬
‫• גיגית ‪ +‬מאיידים שונים‬
‫• מאזן אנרגיה‬
‫• חישה מרחוק‬
‫• אווירודינמיות‬
‫• מעבר מסה‬
‫• אמפיריות וחצי אמפיריות‬
‫שיטות ישירות למדידת התאדות‪:‬‬
‫‪ .1‬מדידת התאדות עם גיגית‪:‬‬
‫גיגית התאדות מסוג ‪A‬‬
‫עקרונות המדידה‪:‬‬
‫•‬
‫בידוד הגיגית מהקרקע בעזרת משטח קרשים‬
‫•‬
‫כיסוי הגיגית ברשת סטנדרטית בעלת גודל חור של אינץ מרובע‬
‫•‬
‫קוטר הגיגית ‪ 1.10‬מטר וגובהה ‪ 30‬ס"מ‪.‬‬
‫•‬
‫מדידת הפרש גובה המים בין ‪ 2‬ימים עוקבים תיתן את ההתאדות‬
‫מהגיגית‬
‫• מדידת הפרש גובה המים בין ‪ 2‬ימים עוקבים תיתן את ההתאדות‬
‫מהגיגית‬
‫שיטות למדידת גובה פני המים בגיגית‪:‬‬
‫‪ (1‬משורה משופעת‬
‫‪ (2‬מיקרומטר עם באר השקטה‬
‫גובה פני המים בגיגית צריך להיקרא כל יום בשעה קבועה‬
‫האם יש קשר בין התאדות מגיגית לבין התאדות אמיתית או‬
‫התאדות פוטנציאלית ????????????‬
‫התאדות מגיגית שונה מהתאדות אמיתית או פוטנציאלית !!!‬
‫סיבות‪:‬‬
‫‪ .1‬גיגית כלי קטן יחסית ולכן האפשרות לענות על דרישת האטמוספרה‬
‫היא אפסית‪ .‬לכן אין התאמה להתאדות פוטנציאלית‪.‬‬
‫‪ .2‬דפנות הגיגית מתחממות במהלך היום וזה משפיע על ההתאדות‪.‬‬
‫‪ .3‬לגיגית קיבול חום שונה לחלוטין מזה של צמחיה‬
‫‪ .4‬גיגית יכולה לאדות גם בלילה‬
‫לכן התאיידות מגיגית מתוקנת בעזרת מקדם גידול לקבלת ההתאדות‬
‫האמיתית‬
‫‪Ec  E pan Kc‬‬
‫כאשר‪:‬‬
‫‪ – Ec‬התאיידות אמיתית מגידול כלשהו (מ"מ ליום)‬
‫‪ – Epan‬התאיידות מגיגית (מ"מ ליום)‬
‫‪ – Kc‬מקדם גידול‪.‬‬
‫מקדם גידול הינו ספציפי לגידול‪ ,‬והוא פונקציה של גיל הצמח‪ ,‬מצב הצמח‪,‬‬
‫מקום הגידול‪.‬‬
‫מקדמי גידול של גידולים שונים‪:‬‬
‫הגידול‬
‫מקדם התאדות‬
‫מגיגית‬
‫מרווח בין ההשקיות (ימים)‬
‫מותנה בסוג הקרקע‪ :‬קלה‪-‬‬
‫בינונית‪-‬כבדה‬
‫מדשאה באחזקה גבוהה‬
‫‪0.6 - 0.55‬‬
‫‪21 - 5‬‬
‫מדשאה באחזקה בינונית‬
‫‪0.45‬‬
‫‪14 - 5‬‬
‫‪0.4 - 0.3‬‬
‫‪14 - 7‬‬
‫שיחים ועצים מבוססים‪ ,‬חסכני מים סימול ‪1‬‬
‫‪0.1‬‬
‫פעם בקיץ‬
‫שיחים ועצים מבוססים‪ ,‬חסכני מים סימול ‪3‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪ 5-3‬פעמים בקיץ‬
‫‪0.35 - 0.40‬‬
‫‪10-20‬‬
‫ורדים‬
‫‪0.5 - 0.6‬‬
‫‪7-10‬‬
‫עונתיים‬
‫‪0.7 - 0.55‬‬
‫‪3-7‬‬
‫שיחים ועצים צעירים עד להתבססותם‬
‫שיחים ועצים מבוססים צרכני מים‬
‫מנות מומלצות לצריכת מים של קבוצות צמחי הגן‬
‫‪ .2‬מאזן מים‪:‬‬
‫רושמים משוואת מאזן מים עבור שטח מסוים‪:‬‬
‫‪ =DQ‬ממטרים ‪ +‬השקיה – התאדות – נגר עילי‪-‬חלחול‬
‫‪ = DQ‬שינוי בתכולת הרטיבות בקרקע‬
‫נבודד את ההתאדות ונקבל עבור פרק זמן מסוים‪:‬‬
‫התאדות = ‪ + DQ‬שאר הפרמטרים (הניתנים למדידה בשיטות שונות)‪.‬‬
‫את ‪ DQ‬מודדים בשיטה הגרבימטרית‪ :‬בשיטה זו נמדדת תכולת המים‬
‫בקרקע על ידי שקילת דוגמת קרקע‪ .‬ניקח דוגמאות בשני ימים עוקבים‪.‬‬
‫שוקלים לפני ולאחר מכן מייבשים בתנור ל‪ 24-‬שעות ב‪ 105-‬מ"צ‬
‫ושוקלים שוב‪.‬‬
‫‪.3‬ליזימטר‪:‬‬
‫מיכל ממולא‬
‫בקרקע‬
‫מערכת שקילה‬
‫מיכל גדול ממולא בקרקע וממוקם בשדה‪ .‬המיכל ממוקם על גבי משקל וכך‬
‫ניתן לדעת כמות מים שהתאדתה ממנו‪.‬‬
‫יתרונות‪ :‬מדידה ישירה של התאדות בתנאי שדה‪.‬‬
‫חסרונות‪ :‬עבור מיכל גדול‪ :‬משקל גדול וההתאדות שהיא קטנה יחסית עלולה‬
‫ליפול בתחום השגיאה של המשקל‪.‬‬
‫עבור מיכל קטן‪ :‬השפעות של השפה‪.‬‬
‫בחממות‪:‬‬
‫שוקלים עציץ בזמנים שונים ומקבלים הפרש ממנו ניתן לחשב התאדות‪.‬‬
‫שיטות מטאורולוגיות למדידת התאדות‪:‬‬
‫פרמטרים מטאורולוגיים הדרושים לחישוב התאדות פוטנציאלית‪:‬‬
‫טמפרטורה‪ ,‬לחות‪ ,‬קרינה‪ ,‬מהירות רוח‪.‬‬
‫תזכורת‪ :‬התאדות פוטנציאלית היא התאדות המתקבלת מפני מים‬
‫חופשיים‪ ,‬לפי דרישת האטמוספרה בלבד‪.‬‬
‫משוואה להתאדות פוטנציאלית )‪:Badiko (1948‬‬
‫‪mm‬‬
‫‪E p  T‬‬
‫‪day‬‬
‫כאשר ‪– T‬טמפרטורה ממוצעת יומית (מ"צ) ו‪ -‬קבוע אמפירי‪.‬‬
‫באזור טרופי מתקיים ‪.  = 0.2‬‬
Thornthwaite method •
10Ta 
Et  1.6 
 I 
where
Et
Ta
I
a
a
[cm mo-1]
= potential evapotranspiration
[°C]
= mean monthly air temperature
= annual heat index
= 0.49 + 0.0179I – 0.000077I2 + 0.000000675I3
Tai 
 
i 1  5 
12
1.5
Radiation based formula
Stanhill (1961)
Ep = Rg /L+ b; mm/day
 and b are empirical constants;  = 0.6, b = 0.9
Rg = Total daily global radiation (joule/(m2 day))
L = latent heat of vaporization (joule/kg)
Jensen and Haize (1968)
Ep = Rg (0.025T + 0.08) /L
Rg = Total daily global radiation (joule/(m2 day))
L = latent heat of vaporization (joule/Kg)
T = mean daily temperature (oC)
‫שיטות להערכת התאדות דוגמאות המשך‪:‬‬
‫סטנהיל (‪)1961‬‬
‫‪ = 0.6‬‬
‫‪b = 0.9‬‬
‫‪Rg = 21,600,000 joule/day/m2‬‬
‫‪Rg (mm/day)= 21600000/2450000= 8.6 mm‬‬
‫‪Ep = 0.6 * 8.6 +0.9= 6.06 mm/day‬‬
‫יעילות השיטה‪:‬‬
‫‪ .1‬השיטה מתאימה רק לאתר המדידה‪ .‬ברוב אזורי הארץ‬
‫בקרוב אין שינוי מרחבי של הקרינה לעומת זאת יש שינוי‬
‫מרחבי גדול בהתאדות‪.‬‬
‫‪ .2‬יש לכייל את הנוסחה עבור כל מקום בנפרד‪.‬‬
‫שיטות להערכת התאדות דוגמאות המשך‪:‬‬
‫)‪Jensen & Haize (1968‬‬
‫שיטה משולבת‪ -‬קרינה ‪ +‬טמפרטורה‬
‫‪Rg = 16,250,000 joule day-1 m-2‬‬
‫‪Rg (mm day-1) = 6.5‬‬
‫‪Tav.= 26°C‬‬
‫‪Ep = 6.5(0.025 * 26 + 0.08) = 4.7 mm/day‬‬
:‫שיטות להערכת התאדות אמיתית המבוססות על מאזן אנרגיה‬
:‫מתוך משוואת מאזן האנרגיה של משטח הומוגני‬
E  RN  S  H
RN is net radiation flux of a surface (w m-2).
H is sensible heat flux (w m-2).
E is latent heat flux (w m-2).
S is soil heat flux (w m-2).
‫‪ .1‬קירוב מאזן הקרינה‪:‬‬
‫בהנחה כי ניתן להזניח את שטף החום המוחשי ושטף החום לתוך המשטח‬
‫מתקבל‪:‬‬
‫‪E  RN‬‬
‫שיטה זו קלה ליישום אך איננה מדויקת‪.‬‬
‫באלו מקרים הנחה זו מוצדקת?????‬
2. Actual Evaporation
Bowen’s ratio:
Describe the evaporation between two air layers at a different
heights
T2, q2, Z2
T1, q1, Z1
T2,q2
DZ
T = temperature (Kelvin)
q = specific humidity (kg kg-1)
T1,q1
RN = H + E + S
E  AE LDq
Latent heat flux (w m-2)
H  AH c p DT
Sensible heat flux (w m-2)
Assuming equality between the transfer coefficient AH and AE
and defining:
Bowen’s ratio:
H
b
E
Substitute into the energy balance equation we
get:
RN = bE + E + S or
RN  S
E
1 b
With:
b
c p (Tz ( 2)  Tz (1) )
Lv (qz ( 2)  qz (1) )
‫דוגמה‪:‬‬
‫‪ .1‬חישוב התאדות שעתית (בצהריים) מאגם כינרת‪ ,‬ביום‬
‫קיץ בהיר‬
‫א‪ .‬לפי שיטת מאזן הקרינה‬
‫ב‪ .‬לפי שיטת יחס בואן‪.‬‬
‫‪ .1‬כאשר נתון‪:‬‬
‫שינוי אוגר החום באגם = ‪ 50 = S‬ואט למ"ר‬
‫‪( 50%– RHair‬בגובה ‪ 1‬מטר)‬
‫‪ 550– RN‬ואט למ"ר‬
‫‪ 30– Tair‬מ"צ (בגובה ‪ 1‬מטר)‬
‫‪ 28 – Twater‬מ"צ (טמפרטורת פני המים)‬
:‫ מטר‬1 ‫בגובה‬
0.013 = q
:‫בגובה פני המים‬
0.0235 = q
H
1004
(30  28)
b 
*
 0.076
6
E 2.5 *10 (0.013 0.0235)
RN  S
w
E
 500/ 0.923  541.7 2  0.78m m/ hr
(1  b )
m