Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)

4. szám - Dr. Antal Emánuel–Baranyi Sándor–Kozmáné Dr. Tóth Erzsébet: A Balaton hőháztartása és párolgása

Dr. Antal E. és mtsai: A Balaton kőháztartása Hidrológiai Közlöny 1977. 4. sz. 187 mérhető, s így az adatgyűjtés a szeles napokon szünetelne. A vízfelszín párolgásának a hőháztartási módszerrel történő meghatározása esetén az (l)-es egyenlettel elírt energiamérlegből indultunk ki. Feltételezve, hogy a vízgőz és a hő átvitele a felszínközeli légrétegekben azonos törvényszerűségek szerint megy végbe, a párolgásra fordított hőt az LP = R—

Qv+vt t+T formula adja, ahol '-'tFT A

0-e (3) (4) és Q

V+

V( kiszámítása a víz függőleges hőmérsékleti gradiensének mérésére vezethető vissza (pl. Béli, Takács 1974.). A (3)-as képlettel kapott LF-ből a párolgás értékeit az L latens hővel történő osztás után kapjuk. Az aerodinamikus módszerrel rövid időszakra is előállíthatjuk a párolgás értékeit. Schmidt (1925 ) szerint a vízgőz vertikális turbulens kicserélődése a következő elméleti összefüggéssel fejezhető ki: P=-oK. 9q 9 3 [g/cm

2 sec] (5) Az (5)-ös képletet gyakorlati alkalmazásra már nagyon sok kutató átdolgozta analitikus formában. Az 1958—1962. között végzett Balaton kutatások során a turbulens diffúziós módszerek közül zömében a Monyin-Obuhov (1954.) által levezetett eljárást alkalmaztuk. E módszerrel a párolgást a P= 1,251/

2 (C

l *

2)

(°\

2

Vl

) [mm/óra] (6) képlet adja, ahol az l-es index a 0,5 m magasságot, a 2-es pedig a 2 m-es szintet jelenti a talaj, vagy a víz felszíne fölött. Az / paramétert az alábbi összefüggés fejezi ki: Sg(T

2—T

1) J ~ m u, ..», \2 ^ (7) T

0(v 2-Vi)

1 A fentiek szerint a turbulens diffúziós módszerrel, akkor határozhatjuk meg a vízfelszín párolgását, ha rendelkezésre áll a vízfelszín fölött két szintben mért léghőmérséklet-, légnedvesség- és szélsebesség-adat. A Balaton párolgásának meghatározására alkalmaztuk Penman módszerét is, amelyhez vagy a klímaállomásokon mért adatok, vagy pedig a vízfelszín fölötti megfigyelések szükségesek. Penman (1948.) szerint a párolgás: B+f(v)(E-e) P= A + y ahol f(v) = 0,35(0,5+ 0,54z>

2) (8) A tavak párolgásának közelítő becslése párolgásmérő kádak adatainak birtokában is lehetséges. A kisebb vízfelületek párolgása azonban a merőben eltérő hőháztartási viszonyok miatt különbözik a nagyobb tavak párolgásától. Ahhoz, hogy a kádak adatait felhasználhassuk a tavak párolgásának számításához, ismernünk kell a modellként felhasználandó kád és az adott tó párolgásának kapcsolatát. Ez a kapcsolat csak bonyolult egyenlettel fejezhető ki, de gyakorlati célra megfelelhet egy egyszerű átszámítási tényező (P = «Pk4d) alkalmazása is. E tényező értékeit a Balatonra úgy határoztuk meg, hogy először kiszámítottuk a tó havi párolgását az 1968—1974. évekre a Meyer-íéle képlettel, majd az adatokat ellenőriztük és módosítottuk a vízháztartási mérleg egyenletével. Napi észlelésekből előállítottuk a balatonszemesi mólón működő 3 m

2 felületi földbe süllyesztett párolgásmérő kád havi párolgását. Végül az a=P/Pk4d összefüggéssel havonként kiszámoltuk az átszámítási tényezőt és annak hét havi átlagait (Bárányi. 1975.). Tekintettel arra, hogy a párolgásmérések a kádban is április-október hónapokban folytak, az átszámítási tényező havi átlagait is csak ezekre a hónapokra határoztuk meg, s ezek a következők: Hónap IV V. VI. VII. VIII. IX. X. a 0,89 1,0 1,12 1,27 1,25 1,52 1,29 Az átszámítási tényezők eléggé eltérő értékek átlagaiból adódtak, emiatt a segítségükkel kapott párolgási adatok közelítő értékeknek tekinthetők. Egy hónapnál rövidebb időszakra az átszámítási tényezők a meglevő adatok segítségével nem határozhatók meg, egy hónapnál hosszabb időszakot vizsgálni pedig az átszámítási tényező időben történő változása miatt nem érdemes. A tavak párolgása meghatározható a tó vízháztartási mérlegéből is, ha a párolgás kivételével az egyenlet valamennyi tagját kielégítő pontossággal ismerjük. A Balaton vízháztartási mérlegének egyenlete a következő formában írható fel: AK = (C + H)-(P + L

X

Ó+V

k) (9) Az egyenlet tagjai közül a AK, C, Lm és a F* értékek kielégítő pontossággal meghatározhtók, a H viszont nem, ugyanis a tavat tápláló mintegy 40 vízfolyás vízhozamát nem mérik rendszeresen, ezért az összhozzáfolyást csak közelítő becslésekkel határozhatjuk meg. A Balaton esetében ezért a vízháztartási mérleg egyenlete nem használható fel a párolgás pontos számítására. A fentiektől eltekintve azonban, ha a különböző módon meghatározott havi párolgásadatokat a (9) egyenletbe behelyettesítjük, ellenőrizhetjük és esetenként módosíthatjuk a különböző módon kapott párolgási adatokat. Az 1971—1974-es időszak energiaháztartás vizsgálataink célja egyszerű párolgásszámítási módszer kidolgozása volt. E formula konstansait aBalaton környezetében elhelyezett klímaállomások adatsora alapján vezettük le. Amint a szakirodalomból, s az előbbi rövid módszertani leírásból kitűnik, sem az energiaháztartás elvén, sem a turbulensdiffúzió törvényszerűségein alapuló eljárások