Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 4. szám - Kiss Melinda - Józsa János: A Fertő tó energiaháztartásának meghatározása örvény-kovariancia módszerrel
JCISS^^JÓZS^Ji^£ert(Hó>eneijjja4ií^ 43 ahol R*[ a mért hosszúhulláméi sugárzás és 7 a pirgeométer belső hőmérséklete Kelvinben. A négy komponensből, a rövid- és hosszúhullámú beérkező, illetve rövid- és hosszúhullámú visszavert energiából a sugárzásegyenleg a 2. fejezetben bemutatottak alapján számítható. A tárolt hő meghatározása A 2. fejezetben ismertetett módon a mért vízhőmérsékletekből a vízben tárolt hő (AHs) becsülhető. A nádasbeli és nyílt vízi állomáson üzemelő két-két vízhőmérő adataiból feltételezések alkalmazásával közelítő becslést adtunk a vízben tárolt hő nagyságrendjére és megvizsgáltuk a becslés bizonytalanságát. Ahogy már említettük, ha a vizsgált réteg alsó síkját olyan mélységben választjuk meg, ahol a konvektiv és sugárzási hőcsere közel nullára csökken, akkor az alsóbb rétegekbe jutó höáram (HG) elhanyagolható (Arya, 1988). Sekély tavaknál ehhez azonban a teljes vízrétegen túl bizonyos vastagságú iszapréteget is figyelembe kell venni a tárolt hő számításánál. A nyílt vízen alapesetként a mért 110 cm vízoszlop- magasság alatt 15 cm „aktív” iszapréteget feltételeztünk a víz és iszap 30-70 % arányú keverékéből, melyhez a víz és az iszap sűrűségének és fajhőjének súlyozott átlagát vettük figyelembe (Pannonhalmi és Siitheő, 2007). Továbbá feltételeztük, hogy a hőmérséklet a mélység mentén lineárisan változik. Annak vizsgálatára, hogy az egyes feltételezésekre mennyire érzékeny a kapott AHs , az alapesethez képest a következő módosításokat tettük: 1. eset: az iszapréteg a víz és iszap 50-50 %-os keverékéből áll 2. eset: az alsó vízhőmérő alatt a hőmérséklet időbeli változása mélység mentén állandó 3. eset: az iszapréteg elhanyagolása (feltételezve, hogy a hőcsere már a mederfenéken nullára csökken) 4. eset: a vízmélység 10 cm-es növelése 5. eset: a vízmélység 10 cm-es csökkentése A vízben tárolt hő az egyes esetekben egynapos periódust tekintve az 5. ábrán látható. Ez alapján a víz és i- szap százalékos arányának változtatása (1. eset), illetve az iszapréteg teljes elhanyagolása (3. eset) sem okoz számottevő változást az alapesethez képest. A vízben tárolt hő számítása azonban jóval érzékenyebb a vízmélységre (4. és 5. eset), illetve rendkívül érzékeny a vízhőmérséklet időbeli változásának függély menti eloszlására (3. e- set). Számszerűen is kifejezve a teljes mérési időszakban: az egyes esetekben (1-5. eset) a vízben tárolt hő eltérése az alapesetben számolttól a legkisebb négyzetek módszere alapján rendre 0,7 W/m2, 63,6 W/m2, -2,2 W/ m2, 29 W/m2 és -29 W/m2. A függély menti hőmérséklet-eloszlásra tapasztalt nagy érzékenység miatt a jövőbeni vizsgálatoknál a tárolt hő pontosabb meghatározása érdekében indokolt megnövelni az alkalmazott termisztorok számát, és a függély több pontjában rögzíteni a vízhőmérsékletet, továbbá az iszaprétegben elhelyezett hőáram-mérő lappal mérni az alsóbb rétegek felé távozó hőt. 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00------ alapeset--------1. eset--------2. eset 3. eset --------4. eset —------5. eset 5. ábra: A vízben tárolt hő érzékenységvizsgálata a nyílt vízi zónában. 2013. szeptember 7-e, mint jellemző napi periódus bemutatása. A nádasban hasonló módon becsültük a vízben tárolt hőt a két vízhőmérséklet-mérésböl, emellett pedig számszerűsítettük a nádasban tárolt hőt a nádasbeli alsó léghőmérséklet és felszíni vízhőmérséklet adatokból. Utóbbi a vízben tárolt hőhöz képest elhanyagolható nagyságúra adódott. 5. Mérési eredmények A mért áramokat és értelmezésükhöz a széljellemzőket ún. Hovmoller ábrákkal mutatjuk be (6. ábra). Ezek a félórás adatokat tartalmazzák napi (vízszintes tengely) és a napon belüli félórás (függőleges tengely) felbontással. A fehér pixelek az adathiányos illetve rossz adatminőség miatt szűrt félórákat jelölik. A bemutatott közel két hónapos időszakban a nádas állomáson működtettük az örvény-kovariancia állomást, így az adatok a nádas jellegzónára vonatkoznak. A szélcsúsztató sebesség akkor a legnagyobb, amikor az uralkodó É-ÉNy-i szélirányból, a nádas felől kifújt nagyszelek érkeznek és akár napokig azonos irányba mutatnak (6.a, b és c ábrák). Ennek egyik oka, hogy a Fertő tóra jellemzően ehhez az irányhoz tartoznak a legnagyobb szélsebességek. Másik oka, hogy a nádas felett nagyobb szélcsúsztató sebességek alakulnak ki, mint a nyílt vízfelszín felett, továbbá az egyensúlyi szélprofil az egyik jellegzónából a másikba érkezve, kis meghajtási hosszon még megtartja a megelőző jellegzónára jellemző paramétereit (Kiss és Józsa, 2015). Tehát a nádas állomásra a nyílt víz felől kisebb szélcsúsztató sebességgel rendelkező szél érkezik, mint a nádas felől. Ugyanebben az időszakban a nádasban mért szenzibi- lis és latens hőáram a 6.d és 6.e ábrákon látható. A hőáramok napi menetére jellemző, hogy napkeltekor jelentősen megnőnek, 8 és 16 óra között 150 W/m2-t is meghaladnak, majd ezt követően újból lecsökkennek. Éjjel a szenzibilis hőáram negatív értékeket, a latens hőáram pedig nagyon kicsi pozitív értékeket vesz fel. A latens hőáram a vizsgált időszakban (néhány rövid szakasztól eltekintve) nem vált előjelet. A havi menetet tekintve a latens hőáram, amely májusban a szenzibilis hőárammal a- zonos nagyságrendű, júniusra jelentősen megnő, miközben a szenzibilis hőáram jelentősen lecsökken. Ezt az ellentétes irányú változást magyarázhatja, hogy júniusra a nádas levélzete kifejlődik és párologtatni képessé válik,
