Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 4. szám - Kiss Melinda - Józsa János: A Fertő tó energiaháztartásának meghatározása örvény-kovariancia módszerrel
42 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2014. 94. ÉVF. 4. SZ. sült állapot feltétele sérülne. Ezeket szem előtt tartva az általánosan alkalmazott 30 perces átlagolási időt választottuk vizsgálatainkhoz. Az adatminőség ellenőrzést követően a 7-9 kategóriába eső fluxusokat kizártuk a további számításokból. Mindkét mérőállomás eltérő aerodinamikai érdességmagasságú jellegzónák határán helyezkedett el, ahol a nyílt, aerodinamikailag még erős hullámzás esetén is viszonylag sima vízfelszín és a közel 3 méterre a felszín fölé emelkedőjelentősen érdessebb nádas közti átmenet miatt a horizontálisan homogén felszín kritériuma nem teljesülhetett. Ennek kiküszöbölésére az ún. szektoronkénti koordináta-forgatást („sectorwise planar fit rotation”, Wilczak et al., 2001) alkalmaztuk, amely során egy nyílt vízi, egy nádas és két átmeneti szektort definiálunk a 3. ábra szerint. Az egyes szektorokban külön-külön végeztük el a koordináta-forgatást, amely minden szektort egy olyan síkba forgat, amely mentén a vertikális sebességkomponens teljes vizsgált időszakra vett átlaga nullává válik. 3. ábra: Forrásterületek ábrája a nádas (világos) és nyílt vízi (sötét) zónák lehatárolásával és a definiált szélirány szektorokkal (nádas, nyílt víz és két átmeneti zóna) Az eljárás kedvező hatását mutatja a függőleges szél- sebességek jelentős csökkenése: eredetileg w átlaga és szórása a teljes időszakban 0,0046 ± 0,037 m/s volt, a- mely a szektoronkénti koordináta-forgatás során 0,0023 ± 0,029 m/s-ra csökkent. A koordináta-forgatás a számított turbulens áramok kismértékű változását is maga után vonta, a teljes időszakban az impulzusáram 1,4 %-kal, a szenzibilis hőáram 4,6 %-kal és a latens hőáram 1,4%- kal nőtt az eljárás hatására. Mérési területünkön a két területhasználat - a nádas és a nyílt víz - a 3. ábrán látható módon oszlik meg. (A nádas állomás az ábra középpontjában található.) Azt, hogy az egyes állomásokon mért áramokhoz a két különböző területhasználat milyen mértékben járul hozzá ún. „footprint” (forrásterület) elemzéssel határoztuk meg (Göcke- de et al., 2004 és Göckede et al., 2008). A gáz analizátor mérési pontosságának vizsgálata Az EC150 gáz-analizátor (infravörös H20/C02 mérő) kalibrálása az alkalmazási körülményektől függő időközönként szükségessé válik (Campbell Sei, 2011b), mivel a mérések pontossága folyamatosan csökkenhet. Az EC1 50 állomásán két különböző magasságban alkalmazott HMP45C légnedvesség-mérő szenzor lehetővé teszi a gáz-analizátor mérési pontosságának vizsgálatát. Ehhez a HMP45C szenzor léghőmérséklet- és légnedvesség-adataiból számított, és az EC150 által mért abszolút nedvesség-értékeket vetettük össze (4. ábra). A két HMP45C méréseiből kapott abszolút nedvesség (4.a ábra) csaknem tökéletesen megegyezik egymással, ahogy azt a regresz- sziós egyenes egyenlete is mutatja. Az EC150 és a felső HMP45C adatai között fennálló regressziós egyenesnek (4.b ábra) egyrészt a függőleges tengellyel való metszéspontja 0-tól különbözik, tehát a két szenzorral mért abszolút nedvesség között a vizsgált időszakban egy konstans különbség áll fenn, másrészt meredeksége kismértékben egytől eltérő. A továbbiakban bemutatjuk, hogy előbbi, tehát az EC150 szenzor egy konstans eltérésben jelentkező pontatlansága nem okoz hibát a latens hőáram, és így a párolgás becslésében. A regressziós egyenes egyenlete a következő: aHMP\5C = m ' aEC 150 + ^ ’ ahol aECj5o ésaHMPA5C az EC150 és a HMP45C szenzorok által mért abszolút nedvesség, m és b pedig a regressziós egyenes meredeksége és függőleges tengellyel való metszéke. Az abszolút nedvességnek a latens hőáram számításánál a kovarianciák meghatározásában van szerepe. A regressziós egyenes egyenletét a kovariancia összefüggésébe behelyettesítve: _________ “ 7 _____________ ________ W,aHMB5C = W,(m'aEC150 + b) = W • ITI- aEa50 = Itt- Mivel b az átalakítások során kiesik, így igazolható, hogy a latens hőáram és a párolgás számítását csak a regressziós egyenes meredeksége (m) befolyásolja. Ebből kifolyólag a további számításokban az EC150 szenzorral mért w'a'ECX50 kovarianciát az m szorzóval korrigálva alkalmaztuk. 4. ábra: az abszolút nedvesség összevetése a) a felső és alsó HMP45C szenzorok között, b) az EC150 és a felső HMP45C szenzorok között Sugárzásadatok feldolgozása A CG3 pirgeométer adatainak alkalmazása előtt hőmérsékletkorrekcióra van szükség, ugyanis a szenzor által rögzített jel előjele függ a mért közeg hőmérsékletének és a szenzor saját hőmérsékletének viszonyától. Ha a mért közeg melegebb, mint a szenzor, akkor pozitív, ha hidegebb, akkor negatív értékeket kapunk. Egy, a sugárzásmérőbe beépített Pt-100 típusú termisztorral a pirgeométer hőmérséklete mérhető, mellyel a korrigált hosszúhullámú sugárzás számítható (Campbell Sei., 2011a): RL = R* + 5,67 ■ 10"8 • T4,
