Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)
4. szám - Dr. Antal Emánuel–Baranyi Sándor–Kozmáné Dr. Tóth Erzsébet: A Balaton hőháztartása és párolgása
Hidrológiai Közlöny 1977. 4. sz. 182 A Balaton hőháztartása és párolgása Dr. ANTAL EMÁNUEL*a műszaki tudományok kandidátusa, I)r. BÁRÁNYI SÁNDOR", KOZMÁNÉ Dr. TÓTH ERZSÉBET' Jelölések Ii a vízfelszín sugárzásegyenlege [Kcal cm" 2] G a globálsugárzás [Kcal cm2] Qi a levegő turbulens hőforgalma [Kcal cm2] Qv+vt a víz és a víz alatti meder hőforgalma [Kcal cm2] <2/0 + hó a fagyás és a jég, valamint a hó olvadása által forgalmazott hő [Kcal cm2] Qa a szárazföld liőadvekciója [Kcal cm2] LI' a párolgásra fordított hő [Kcal cm ~ 2J P a vízfelszín párolgása [mm] L a párolgás latens hője [606,5—0,695 t] [cal g" 1] í 0 a vízfelszín hőmérséklete [°C] t léghőmérséklet [°C] e gőznyomás [Hgmm vagy mb] E telítési gőznyomás [Hgmm] E 0 a vízfelszín hőmérsékletéhez tartozó telítési gőznyomás [Hgmm] e v a vízfelszín fölött 2 in magasságban mért gőznyomás [Hgmm] v a szélsebesség [msec" 1] T 0 a levegő abszolút hőmérséklete [°C] dq/dz a specifikus nedvesség függőleges gradiense [gg-'cm" 1] z magasság [cm] o a levegő sűrűsége [gcm3] K z a kicserélődési együttható [cm _ 2sec _ 1] A a telítési gőznyomás görbéjének hajlása S stabilitási paraméter a átszámítási tényező ß a Bowen-arány y a pszichrometrikus állandó g a nehézségi gyorsulás [cm sec2] i\ád a 3 m 2-es kád párolgása [mm] AK vízkószletváltozás [mm] C a tóra hulló csapadék [mm] H hozzáfolyás a tóhoz [mm] Ltó a lefolyás [mm] Vic vízkivétel a tóból [mm] 1. Előzmények A Balaton vízszintjének és vízminőségének szabályozása a vízháztartás tudományosan megalapozott feltárását teszi szükségessé. A vízháztartási elemek közül a tó párolgása nagy bizonytalansággal határozható meg, ezért célul tűzték ki a párolgás részletes kutatását. A múltban számos adatot közöltek már a Balaton párolgásának évi összegére. Felhasználták többek között a Wild-íé\e párolgásmérő adatait, vízháztartási számításokat végeztek és empirikus képleteket is alkalmaztak, sőt Havaida (1930) már közvetlen mérési adatokat is használt. A tó felszínéről elpárolgó vízmennyiség nagyságára közölt korábbi adatok igen tág határok között (500—2500 mm/év) ingadoztak. A számításokat később közvetett mérésekkel is kiegészítették, amikor az 1950-es évek végén Siófokon a VTTUKI 3 m 2-es földbesüllyesztett kádat helyezett üzembe (Szesztay, Vancsó, 1965). A légáramlás szempontjából zárt felállítású kád adatai azonban nem vittek közelebb a Balaton természetes párolgási viszonyainak megismeréséhez. Ugyancsak közvetett mérések útján (turbulens diffúziós és hőháztartási módszer) határozta meg a tó párolgását Antal (1962), K. Tóth E. (1963) és Endrődi—K. Tóth E. (1964) az Országos Meteorológiai * OMSZ Központi Légkörfizikai Intézet, Budapest ** Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Központ. Intézet által 1958—1962 között végzett Balatonkutatás során. A tó sokévi párolgásának reális megközelítését első ízben Szesztay (1962) adta meg, aki a Balaton vízháztartásának számbavételével, illetőleg Meyer empirikus képletével az 1921—1958. közötti időszakra meghatározta a havonkénti párolgás idősorát, valamint a sokévi átlagos párolgást (870 mm/év). Ezt a számértéket igazolták Antal (1963) vizsgálatai, aki a fenti módszerektől merőben eltérő eljárással — energiaháztartási módszerrel — számította ki a Balaton párolgásának évi összegeit az 1901—1950-es időszak klimatológiai adatai alapján (904 mm/év). Az Országon Vízügyi Hivatal megbízására 1071ben a Balaton sugárzás-, hő- és vízháztartási rendszerének tüzetesebb feltárása kezdődött meg. A vizsgálatokat 1971—1975. között részben helyszíni mérésekkel, részben pedig a korábban gyűjtött adatok újraértékelésével végeztük. A tanulmányban a legutóbbi mérések és kutatások eredményeiről adunk összefoglaló értékelést, és javaslatokat teszünk gyakorlati és kutatási célokat szolgáló párolgásszámítási módszerek bevezetésére és használatára. 2. Mérések és adatfeldolgozások A párolgásvizsgálatokat azzal a céllal kezdtük, hogy tapasztalati összefüggést dolgozzunk ki konkrétan a Balaton párolgásának számítására. Ennek érdekében foglalkoztunk a párolgást befolyásoló meteorológiai tényezők — elsősorban a léghőmérséklet, a telítési hiány, a szélsebesség és a sugárzás — területi átlagának képzésével. 1. ábra. A Balaton helyszínrajza a vizsgálatokhoz felhasznált észlelőállomásokkal M0 — meteorológiai obszervatórium (OMSZ), KA — kutatóállomás (VITUKI), T A — tavi mflszerállás (VITUKI), HM — hidrometeorológiai állomás (VITUKI), K — klímaállomás (OMSZ) Puc. 7. CxeAta Banamona c 0Ö03Ha>ienueM HaßjuodamejibHbix cmaHifuü, eKjimueHHbix e uccAedoeanun: MO — MeTeopo/iorHqecKafi oöcepBaTopHfl (OMC), KA — HayqnoHccjieflOBaTejibCKaH CTam;;-i>; (BMTYKH), T Ä — HaÖJi. nocT Ha 03epe (BMTYKM), KM — RHNPOMETEOPOJIORMECKAN |CTAHUHH (BHTYKH), K— KjiHMaTHqecKa« craHUHH (OMC) Fig. 1. Map of Lake Balaton, showing the observing stations used in the study MO — meteorological station (National Meteorological Service, OMSZ), KA — research station (VITUKI), TA — instrument platform in the lake (VITUKI), HM — hydrometeorological station (VITUKI), K — climate station (OMSZ)
