Применение формулы гги для расчета испарения с водной поверхности при различном составе исходной информации Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 556.5

Вестник СПбГУ. Сер. 7. 2012. Вып. 3

И. П. Албул

ПРИМЕНЕНИЕ ФОРМУЛЫ ГГИ ДЛЯ РАСЧЕТА ИСПАРЕНИЯ С ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНОМ СОСТАВЕ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Для оценки испарения с поверхности водоемов предложены различные методы. Наилучшие результаты связаны с использованием плавучих испарителей и испарительных бассейнов, которые наиболее точно характеризуют испарение с водоема в месте их установки [1]. В середине 50-х гг. прошлого века в бывшем СССР сеть плавучих испарителей насчитывала около 40 установок, что позволило разработать методики перехода от показаний плавучего испарителя ГГИ-3000 к испарению с реального водоема и испарению с аналогичного испарителя, установленного на суше [1-3]. В настоящее время в России действуют всего около 10 плавучих испарителей, и, несомненно, их данные не могут служить основой для современных массовых оценок испарения с водной поверхности озер и водохранилищ нашей страны.

В этих условиях находят применение косвенные методы, основанные на учете потоков тепла и влаги в пограничном слое «вода — воздух», такие как метод теплового баланса и аэродинамический метод (метод турбулентной диффузии) [4]. Однако применение этих методов возможно при наличии актинометрических данных или данных градиентных наблюдений, что имеет место при проведении специальных экспериментальных работ, которые отличаются трудоемкостью и проводятся как правило на отдельных конкретных водных объектах.

Наибольшее распространение при оценке испарения с неизученных озер и водохранилищ, а также при территориальных обобщениях получили эмпирические формулы, основанные на использовании данных стандартных наблюдений на сети метеостанций, расположенных на суше, с последующим пересчетом гидрометеоэлементов для условий водной поверхности. Среди таких формул наибольшее распространение при оценке испарения с водоемов в теплый период года получила формула ГГИ [5]. При ее обосновании З. А. Викулина и А. П. Браславский использовали все имеющиеся на тот момент (середина прошлого века) данные наблюдений по испарителям разных конструкций, а также результаты расчетов по методу теплового баланса.

Формула ГГИ для расчета месячной величины испарения с водной поверхности имеет вид:

Е = 0,14 п (в0 - е2) (1 + 0,72ш2), (1)

где п — число суток в месяце; е0 — максимальная упругость водяного пара над водной поверхностью, определяемая по температуре поверхности воды; е2 — абсолютная влажность воздуха на высоте 2 м над водной поверхностью; ш2 — скорость ветра на высоте 2 м над водной поверхностью. Рекомендации по использованию этой формулы содержатся в документе [5]. Практика применения этой формулы в СССР в 70-х — 80-х гг. прошлого века позволила выявить ряд ее преимуществ и недостатков [6].

© И. П. Албул, 2012

После распада СССР массовые исследования в области совершенствования методов расчета испарения с водной поверхности были практически свернуты, в том числе существенно сократилось число публикаций, содержащих результаты применения формулы ГГИ для оценки испарения с водоемов различных размеров, расположенных в разных природных зонах.

В то же время, наблюдения за испарением по испарителям (в том числе плавучим) и испарительным бассейнам продолжали осуществляться в России и после распада СССР. В Валдайском филиале ГГИ была разработана технология занесения данных наблюдений за испарением с водной поверхности на технические носители и создана электронная база данных многолетних наблюдений, содержащая информацию более чем по 700 пунктам наблюдений водноиспарительной сети, в том числе расположенным на территории бывшего СССР. Наличие такой современной базы данных дает возможность не только осуществить более широкую проверку применимости формулы ГГИ с использованием дополнительных, накопленных за последние 20-25 лет данных наблюдений и уточнить рекомендации по ее применению, но и предпринять попытку разработки новой расчетной методики, основанной на использовании накопленного к настоящему времени обширного архива данных наблюдений за испарением с водной поверхности.

В настоящей статье рассматриваются результаты первого этапа вышеуказанной работы. Целью этого этапа являлся анализ применимости формулы ГГИ для расчета испарения с водной поверхности при использовании различных исходных данных.

Проверка формулы ГГИ при использовании метеоэлементов и температуры воды, полученных для реального водоема

Установлено, что единственным прибором, характеризующим реальное испарение с воды в месте его расположения, является плавучий испарительный бассейн площадью 20 м2. Однако материалы наблюдений на таких испарительных бассейнах очень ограничены [1, 3]. Значительно больше информации имеется по плавучим испарителям ГГИ-3000. Для решения поставленной задачи была создана база данных наблюдений по испарителям ГГИ-3000, действовавшим в разное время на территории бывшего СССР и Российской Федерации.

К сожалению, ряды наблюдений на плавучих испарителях ГГИ-3000 непродолжительны (в основном по 8-10 лет), в то время как для корректной оценки испарения желательно иметь ряды наблюдений продолжительностью не менее 25-30 лет. В данные наблюдений за месячным испарением вводились поправки двух видов. Первая поправка корректировала данные, полученные за неполный месяц. Пропуски в наблюдениях были связаны прежде всего с заплескиванием, когда оценить испарение было невозможно. Для того чтобы получить величину месячного испарения, близкую к реальной, был применен метод пропорций. Например, если испарение в июле измерялось только 25 дней и составило 40 мм, то эта цифра умножалась на 31/25. Вторая поправка учитывает конструктивные особенности испарителя. Согласно работе [7], для перехода от показаний испарителя ГГИ-3000 к плавучему испарительному бассейну площадью 20 м2 (т. е. к реальному водоему) необходимо полученную по испарителю ГГИ-3000 величину испарения умножить на инструментальный коэффициент, равный 0,86. Именно на эту величину корректировались данные наблюдений по плавучему испарителю ГГИ-3000 после введения первой поправки.

Всего были откорректированы 315 значений испарения за месяцы теплого периода года (июнь, июль, август, сентябрь, октябрь), полученные по испарителям ГГИ-3000, установленных на восьми озерах, расположенных в разных частях России, а также на Бухтарминском водохранилище, которое находится на северо-востоке Казахстана (табл. 1).

Таблица 1. Объем исходной информации по плавучим испарителям ГГИ-3000, использованной

в работе

Название водоема (озеро) Местоположение Площадь водного зеркала, км2 Период наблюдений по испарителю, годы Число месяцев наблюдений

Имандра Мурманская область 876 1953-1962 32

Чудское Псковская область 2600 1952-1962 28

Исетское Свердловская область 57 1961-1965 14

Половинное Свердловская область 69 1961-1967 11

Чаны Новосибирская область 1988 1953-1962 34

Красавица Ленинградская область 7 1952-1957 19

Неджели Якутия 119 1969-1986 50

Валдайское Новгородская область 21 1955-1985 101

Бухтарминское

водохранилище Казахстан 5490 1968-1975 26

Для этих же водоемов за аналогичные месяцы были рассчитаны значения месячного испарения по формуле ГГИ. При этом значения температуры воды и метеоэлементов (абсолютная влажность воздуха и скорость ветра), входящих в формулу, принимались на основании данных их непосредственных измерений на плавучей установке одновременно с наблюдениями за испарением по плавучему испарителю ГГИ-3000. Таким образом, было соблюдено главное методическое требование применения формулы ГГИ — все метеоэлементы должны быть определены для условий водоема.

Сопоставление откорректированных наблюденных и рассчитанных по формуле ГГИ величин испарения показало хорошее их соответствие для всех водоемов и всех рассмотренных месяцев (табл. 2). Наиболее высокими оказались коэффициенты корреляции для Валдайского озера, что вполне объяснимо — формула ГГИ для определения месячного испарения была разработана именно на материалах Валдайского филиала ГГИ.

Анализ табл. 2 показал, что отклонения осредненных среднемесячных значений испарения, полученных расчетным путем, от определенных по данным измерений находятся, в основном, в пределах ±10-15% и редко достигают ±25%. Графики связи между рассчитанными и наблюденными значениями испарения были построены как по всей выборке в целом, так и применительно к каждому водоему и каждому отдельному месяцу. График связи, полученный для всей выборки, представлен на рис. 1. Сводный коэффициент корреляции указанной зависимости составил 0,84.

Также высокими оказались коэффициенты корреляции, полученные по рядам месячного испарения для каждого из рассмотренных водоемов (табл. 3). Минимальный коэффициент корреляции оказался равен 0,72 (озеро Исетское), максимальный составил 0,93 (оз. Неджели).

200 180 I 160

<lT

0 140

1 120

я

8 100

cti

Он

g 80 И

& 60 cd

I 40 20

0 50 100 150 200 250

Испарение наблюденное, мм

Рис. 1. График связи между откорректированными наблюденными и рассчитанными по формуле ГГИ месячными значениями испарения (полная выборка)

Таблица 2. Осредненные среднемесячные значения наблюденного Ен и рассчитанного Ер испарения по водоемам (мм) и величины их отклонений ДЕ (проценты)

Название водоема Июнь Июль Август Сентябрь

Ен ЕР ДЕ Ен ЕР ДЕ Ен ЕР ДЕ Ен Ер ДЕ

Имандра 69 56 -19 72 61 -15 68 63 -7 53 46 -13

Чудское 105 109 4 111 111 0 94 97 3 60 58 -3

Исетское 112 86 -23 139 109 -22 99 82 -17 69 60 -13

Половинное 165 134 -19 141 140 -1 120 94 -22 73 55 -25

Чаны 151 129 -15 166 140 -16 131 108 -18 80 65 -19

Красавица 103 93 -10 123 114 -7 102 91 -11 78 70 -10

Неджели - - - 123 123 0 90 88 -2 51 49 -4

Валдайское 79 91 15 93 110 18 89 106 19 60 73 22

Бухтарминское водохранилище 80 82 2 111 119 7 130 137 5 107 104 -3

Примечание. ДЕ = (Ер - Ен)/Ен • 100%.

Таблица 3. Коэффициенты корреляции, рассчитанные по рядам месячного испарения для отдельных водоемов

Название водоема Коэффициент

корреляции

Имандра 0,81

Чудское 0,89

Исетское 0,72

Половинное 0,85

Чаны 0,92

Красавица 0,78

Неджели 0,93

Валдайское 0,89

Бухтарминское водохранилище 0,89

Проверка формулы ГГИ при использовании метеоданных по ближайшей метеостанции и температуры воды реального водоема

В отличие от варианта, описанного в предыдущем разделе, следующим этапом была проверка формулы ГГИ при использовании данных по метеоэлементам, полученным на ближайших континентальных метеостанциях. Для этого были выбраны метеостанции вблизи тех водоемов, на которых действовали испарители ГГИ-3000, данные по которым использованы в работе. Температура воды для определения максимальной упругости водяного пара, как и раньше, принималась по данным наблюдений на водоеме. К сожалению, для озера Имандра этот вариант расчета не использовался из-за отсутствия данных по влажности воздуха за соответствующие месяцы.

В табл. 4 представлен список метеостанций, по которым определялись значения абсолютной влажности воздуха и скорости ветра для соответствующих водоемов.

Таблица 4. Список метеостанций, по которым определялись метеоэлементы

Название метеостанции Ближайший водоем

Гдов Чудское

Свердловск Исетское

Свердловск Аргаяш

Свердловск Половинное

Квашнино Чаны

Лисий Нос Красавица

Вилюйск Неджели

Валдай Валдайское

Селезневка Бухтарминское вдхрн.

Приведение метеоэлементов, полученных на континентальных метеостанциях, к водной поверхности осуществлялось с использованием методики А. П. Браславско-го [8]:

1. Абсолютная влажность воздуха над водоемом на высоте 2 м (е2) рассчитывалась по формуле:

е2 = е2+ (0,8е0 - е2)М, (2)

где е'2— средняя за расчетный интервал времени влажность воздуха, измеренная на континентальной метеостанции (мб); е0 — максимальная упругость водяного пара за расчетный интервал времени, определенная по температуре поверхности воды в водоеме, (мб); М — коэффициент трансформации, учитывающий среднее изменение влажности и температуры воздуха в зависимости от размера водоема.

Коэффициент трансформации определялся по таблице, приведенной в Указаниях [5], в зависимости от средней длины разгона воздушного потока над водоемом и разности между температурой воды в водоеме и температурой воздуха на метеостанции. Рассчитанные значения коэффициента М для рассмотренных водоемов изменялись от 0,23 до 0,51.

2. Скорость ветра над водоемом на высоте 2 м (ш2) определялась по формуле:

Ш = К1 К2 К3 Шф, (3)

где Шф — средняя за расчетный интервал времени скорость ветра, измеренная на континентальной метеостанции на высоте флюгера (м/сек); К1, К2, К з — корректирующие коэффициенты. Коэффициенты К; и К2 учитывают особенности местоположения метеостанции; коэффициент К3 учитывает длину разгона воздушного потока над водоемом и виды растительности на его берегу. Значения коэффициентов К1, К2 и К3 определялись по методике, изложенной в Указаниях [5].

После приведения значений абсолютной влажности воздуха и скорости ветра к условиям водоема были рассчитаны месячные величины испарения по формуле ГГИ. В табл. 5 приведены осредненные среднемесячные значения наблюденного и рассчитанного испарения по водоемам и величины отклонений. Анализ табл. 5 показал, что отклонения осредненных среднемесячных значений испарения, полученных расчетным путем, от наблюденных значений в основном не превышают ±20%. В то же время в отдельные месяцы, особенно в июле, и для некоторых водоемов они могут увеличиваться до ±25-30% и даже приближаться к 50% (в сентябре). Несомненно, что рассматриваемый вариант расчета по точности уступает первому варианту, увеличивая погрешность определения рассчитанных по формуле ГГИ значений испарения на 5-10%.

Таблица 5. Осредненные среднемесячные значения наблюденного Ен и рассчитанного Ер испарения по водоемам (мм) и величины их отклонений ЛЕ (проценты)

Название водоема Июнь Июль Август Сентябрь

Ен Ер ДЕ Ен Ер ДЕ Ен Ер ЛЕ Ен Ер ДЕ

Чудское - - - 106 126 19 94 120 28 58 85 47

Исетское 111 127 14 143 164 15 99 109 10 69 78 13

Аргаяш 99 85 -14 170 151 -11 124 131 6 91 91 0

Половинное 165 142 -14 156 199 28 130 118 -9 88 82 -7

Чаны 143 115 -20 165 123 -25 131 101 -23 80 68 -15

Красавица 102 70 -31 118 92 -22 102 84 -18 79 78 -1

Неджели - - - 130 137 5 91 87 -4 54 50 -7

Валдайское 82 92 12 95 81 -15 92 62 -33 59 32 -46

Бухтарминское вдхрн. 80 54 -32 107 78 -27 129 96 -26 105 77 -27

Примечание. ЛЕ = (Ер - Ен)/Ен • 100%.

График связи между наблюденными и рассчитанными по второму варианту значениями месячного испарения характеризуется сводным коэффициентом корреляции, равным 0,70.

Была выполнена оценка погрешностей определения скорости ветра над водоемом по данным наземных метеостанций путем сопоставления полученных во втором варианте расчета данных с результатами наблюдений на плавучих установках (табл. 6). Из таблицы видно, что отклонения рассчитанных значений скорости ветра могут достигать 40% и более как в одну, так и в другую сторону, что и является основной причиной увеличения погрешностей определения испарения по второму варианту расчета по сравнению с первым.

Таблица 6. Осредненные отклонения значений скорости ветра, рассчитанных по данным метеостанций и наблюденных на плавучей установке (проценты)

Название водоема Июнь Июль Август Сентябрь

Чудское (26) - 21 ^ 113 -13 ^ 190 42 ^ 221

Исетское (16) 26 ^ 49 20 ^ 46 -1 ^ 74 13 ^ 96

Аргаяш (9) -6 ^ 26 24 ^ 68 12 ^ 20 20 ^ 31

Половинное (13) -22 ^ 13 0 ^ 68 -1 ^ 12 20 ^ 24

Чаны (36) -6 ^ 26 -18 ^ 16 -12 ^ 17 -6 ^ 35

Красавица (19) -7 ^ 46 -5 ^ 37 -14 ^ 59 -21 ^ 56

Неджели (21) - -10 ^ 80 -33 ^ 72 -45 ^ 64

Валдайское(52) -38 ^ 36 -40 ^ 3 -35 ^ 4 -35 ^ 10

Бухтарминское вдхрн. (20) 2 ^ 51 -5 ^ 52 -14 ^ 41 -3 ^ 15

Примечание. 1) AV=(Vрассч-Vнаб,I)/Vнаб,I • 100%. 2) В скобках — количество расчетных месяцев.

Проверка формулы ГГИ при использовании метеоданных по ближайшей метеостанции и температуры воды, рассчитанной по температуре воздуха

В данном разделе представлены результаты расчетов испарения по формуле ГГИ с использованием данных по метеоэлементам, полученным на ближайших метеостанциях, не только для определения упругости водяного пара и скорости ветра, но и температуры воды. Последняя определялась по температуре воздуха согласно Указаниям [5].

Результаты расчетов испарения с водной поверхности по формуле ГГИ в третьем варианте представлены в табл. 7. Данные таблицы свидетельствуют о том, что при расчете по третьему варианту погрешности определения испарения по формуле ГГИ сопоставимы с теми, которые были получены при расчете по второму варианту, то есть в основном лежат в пределах ±20%. В то же время для отдельных месяцев (июль, август и, особенно, сентябрь) они могут достигать 40% и более. Следует также отметить, что в подавляющем большинстве случаев рассчитанные значения испарения оказались намного меньше наблюденных. Это свидетельствует о том, что при расчете температуры воды водоемов по данным метеостанций ее значения оказываются заниженными по сравнению с реальными температурами водной поверхности. Об этом свидетельствует и табл. 8, в которой представлены осредненные погрешности определения температуры воды водоема по данным метеостанций по сравнению с их наблюденными значениями. Как видно из этой таблицы, в подавляющем большинстве случаев указанные погрешности имеют отрицательные значения.

Результаты расчетов испарения по второму и третьему вариантам позволяют также сделать заключение о том, что основная доля погрешности определения испарения связана с ошибками определения скорости ветра над водоемом при использовании данных метеостанций. Вклад ошибок, возникающих за счет определения абсолютной влажности воздуха, температуры воздуха и температуры воды по данным метеостанций, существенно меньше.

Таблица 7. Осредненные среднемесячные значения наблюденного Ен и рассчитанного Ер испарения по водоемам (мм) и величины их отклонений ЛЕ (проценты)

Название водоема Июнь Июль Август Сентябрь

Ен Ер ЛЕ Ен Ер ЛЕ Ен Ер ЛЕ Ен Ер ЛЕ

Чудское (26) - - - 106 110 4 94 88 -6 58 55 -5

Исетское (16) 111 127 14 143 122 -15 99 76 -23 69 57 -17

Аргаяш (8) 99 123 24 170 124 -27 124 71 -43 91 50 -45

Половинное (9) 165 99 -40 156 117 -25 130 74 -43 88 47 -47

Чаны (38) 143 125 -13 165 102 -38 131 86 -34 80 63 -21

Красавица (18) 102 106 4 118 91 -23 102 67 -34 79 39 -51

Неджели (18) - - - 130 128 -2 91 67 -26 54 28 -48

Валдайское (46) 82 79 -4 95 91 -4 92 94 2 59 69 17

Бухтарминское вдхрн. (20) 80 109 36 107 112 5 129 84 -35 105 35 -67

Примечание. 1) ЛЕ=(Ер-Ен)/Ен • 100%. 2) В скобках — количество расчетных месяцев.

Таблица 8. Осредненные отклонения значений температуры воды, рассчитанных по данным метеостанций, по сравнению с их наблюденными значениями (проценты)

Название водоема Июнь Июль Август Сентябрь

Чудское (26) - -3 -7 -10

Исетское (16) 0 -8 -10 -11

Аргаяш (9) 16 -8 -15 -21

Половинное (10) -12 -11 -12 -19

Чаны (36) 3 -4 -3 -3

Красавица (19) 10 -1 -5 -17

Неджели (18) - -2 -9 -25

Валдайское(52) 5 -2 -10 -21

Бухтарминское вдхрн. (20) 26 9 -3 -21

Примечание. 1) Л1 = (1рассч - 1набл)/1набл • 100%. 2) В скобках — количество расчетных месяцев.

200 180

о" 160

1 140

| 120 и

| 100 и

§ 80

и &

§ 60 и

8 40 20

" 50 100 150 200 250

Испарение наблюденное, мм

Рис. 2. График связи между откорректированными наблюденными и рассчитанными по формулам ГГИ (с использованием данных по метеостанциям и температуры воды, рассчитанной по температуре воздуха) месячными значениями испарения

График связи между наблюденными и рассчитанными по третьему варианту значениями месячного испарения представлен на рис. 2. Сводный коэффициент корреляции этой зависимости оказался равным 0,58.

Сопоставление результатов расчета испарения с крупных водоемов, полученных по данным о температуре воды у берега и на акватории

В целях определения различий в результатах расчета испарения по формуле ГГИ при использовании данных о температуре воды, измеренной у берега и полученной для акватории, были привлечены данные по пяти крупным водоемам, опубликованные в справочнике [9]. В числе этих водоемов озера Имандра, Онежское, Ладожское, Ильмень, Байкал.

Расчеты среднемноголетнего месячного испарения были выполнены по формуле ГГИ с определением метеоэлементов (абсолютной влажности воздуха и скорости ветра) по данным ближайших метеостанций в соответствии с Указаниями [5]. Сред-немноголетние месячные значения скорости ветра и абсолютной влажности воздуха были получены из «Справочника по климату СССР».

Следует отметить, что принятые для расчета среднемноголетние месячные значения температуры воды у берега и на акватории существенно отличались друг от друга. Особенно были заметны такие различия для крупных глубоководных водоемов (Имандра, Ладожское, Онежское, Байкал). В частности, для оз. Байкал в первые месяцы теплого периода (май — июль) температура воды у берега была на 3-4 градуса выше, чем на акватории, затем температуры выравнивались. В осенние месяцы наблюдалась обратная картина — температура воды на акватории была выше, чем у берега.

у = 0,5743х +22,035

♦ Я2 = 0,3409

♦ ♦ ♦ ♦

♦ ♦ ♦ * ♦

♦ % ♦ . ♦

* ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

♦ ♦ *♦ ♦ А ж м / « ♦

♦ * * % . » . \ ** ♦ *

Указанная закономерность характерна и для других крупных водоемов. Она связана с более быстрым по сравнению с центральной частью нагреванием прибрежных участков водоемов весной и более быстрым их охлаждением осенью. Отмеченные особенности не могли не повлиять на результаты расчетов испарения, которые представлены в табл. 9. Полученные результаты показали, что значения испарения с озер, рассчитанные за май — июль по данным о температуре воды у берега оказались на 20-30% выше значений, рассчитанных по температуре воды на акватории. В августе, сентябре и октябре наблюдается обратная картина.

На рис. 3 в качестве примера приведена диаграмма внутригодового хода отклонений среднемесячных значений испарения, рассчитанных по температуре воды у бере-

Таблица 9. Результаты расчетов среднемноголетнего месячного испарения с крупных озер России

Название Расчет по Испарение с поверхности воды, мм

температуре

воды май июнь июль август сентябрь октябрь

у берега 39 67 68 58 38

Имандра на акватории - 32 65 69 62 44

Д 22 3 -1 -6 -14

у берега 33 51 59 55 50 45

Онежское на акватории 21 24 56 57 53 52

Д 57 113 5 -4 -6 -13

у берега 60 95 90 66 39 30

Ладожское на акватории 12 12 37 48 43 45

Д 400 692 143 38 -9 -33

у берега 82 121 118 96 53 33

Ильмень на акватории 71 121 130 108 64 43

Д 15 0 -9 -11 -17 -23

у берега 21 18 19 38 54 54

Байкал на акватории - 16 23 41 54 52

Д - 13 -17 -7 0 4

Примечание. А = (Ебер - Еакв)/Еакв • 00%.

Июль Август Сентябрь Октябрь

Май

Июнь

20 £ 15

§ ю №

И э

| 0

2 "5 | -ю

I -15

о

п -20

-25

Рис. 3. Диаграмма отклонений величин испарения, рассчитанных по температуре воды у берега, по отношению к их значениям, рассчитанным по температуре воды на акватории (озеро Ильмень)

га и на акватории для озера Ильмень, подтверждающая отмеченную выше закономерность.

Так, в мае значения испарения, рассчитанные по температуре воды у берега на 15% выше, чем по температуре воды на акватории. С июля по октябрь наблюдается обратная картина. При этом величины отрицательных отклонений для каждого последующего месяца периода июль — октябрь увеличиваются, достигая в октябре 23%.

Заключение

В результате выполненных исследований были проанализированы результаты расчетов среднемесячного испарения по формуле ГГИ при разном объеме исходной информации на примере девяти крупных водоемов. Было установлено:

1. Наименьшие погрешности расчетных величин испарения, как и следовало ожидать, были получены при использовании входящих в формулу значений метеоэлементов, определенных для водной поверхности. В этом случае погрешности определения испарения составили в среднем 10-15%.

2. Результаты расчетов испарения по второму и третьему вариантам показали, что в обоих случаях величины погрешностей расчетных величин испарения достаточно велики (в основном 20-25%) и мало зависят от варианта расчета. При этом обращает на себя внимание тенденция занижения величин испарения, рассчитанных по третьему способу, что объясняется преобладающими отрицательными погрешностями определения температуры воды водоема по температуре воздуха, измеренной на метеостанции.

3. Наибольший вклад в величину погрешности расчета испарения как по второму, так и по третьему варианту вносит неточность определения скорости ветра над водоемом по данным метеостанций. Ошибки в определении абсолютной влажности воздуха и температуры воды влияют на суммарную погрешность определения испарения значительно меньше.

Анализ результатов расчета среднемноголетнего месячного испарения по формуле ГГИ для ряда крупных водоемов при использовании данных наблюдений по температуре воды у берега и на акватории показал, что рассчитанные для разных месяцев величины испарения различаются как по абсолютной величине, так и по знаку. Причем прослеживается характерная закономерность — в весенние месяцы (май, июнь) значения испарения, рассчитанные по температуре воды у берега, превышают те, которые рассчитаны по температуре воды на акватории. В осенние месяцы (август, сентябрь, октябрь) наблюдается обратная картина. Указанная закономерность обусловлена сезонными различиями температуры воды у берега и на акватории водоема.

Литература

1. Вуглинский В. С., Старовойтова В. К., Черская Е. Н. О методике оценки испарения с поверхности водоема по данным континентального испарителя ГГИ-3000 // Труды ГГИ. 1981. Вып. 274. С. 53-72.

2. Голубев В. С., Урываев А. П. Метод водных испарителей и его применение для расчета испарения с поверхности водоемов // Труды ГГИ. 1983. Вып. 289. С. 69-76.

3. Кузнецов В. И. Методика расчета испарения с бассейнов площадью 20 м2 по наблюдениям в испарителях ГГИ-3000 // Труды ГГИ. 1970. Вып. 181. С. 3-32.

4. Вуглинский В. С., Бабкин В. И., Вершинин А. П., Виноградов В. В. Методы определения испарения с водной поверхности и суши // «Гидрология суши». Обнинск, 1986. Вып. 1. 131 с.

5. Указания по расчету испарения с поверхности водоемов. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1969. 84 с.

6. Голубев В. С. Методы измерения и расчета испарения с водной поверхности // Методы изучения и расчета водного баланса. Ленинград, 1981. С. 249-265.

7. Вуглинский В. С. Водные ресурсы и водный баланс крупных водохранилищ СССР. Л.: Гид-рометеоиздат, 1991. 223 с.

8. Браславский А. П. Усовершенствованная формула для расчета испарения с поверхности водных объектов // Труды V Всесоюзного гидрологического съезда. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. Т. 8. С. 35-36.

9. Многолетние характеристики термического режима крупнейших озер и водохранилищ России. Нижний Новгород: Изд-во «Вектор-ТиС», 2007. 51 с.

Статья поступила в редакцию 2 апреля 2012 г.