54. Испарение и насыщение

Водяной пар непрерывно поступает в атмосферу вследствие испарения с поверхностей водоемов и почвы и вследствие транспирации растений. Испарение, в отличие от транспирации, назы­вают еще физическим испарением, а испарение и транспирацию вместе — суммарным испарением.

Процесс испарения состоит в том, что отдельные молекулы воды отрываются от водной поверхности или от влажной почвы и переходят в воздух как молекулы водяного пара Но одновременно с отрывом молекул от поверхности воды или почвы происходит и обратный процесс их перехода из воз­духа в воду или в почву. Если достигается состояние подвиж­ного равновесия, когда возвращение молекул становится равным их отдаче с поверхности, то испарение прекращается: отрыв молекул с поверхности продолжается, но он покрывается воз­вращением молекул. Такое состояние называют насыщением, водяной пар в этом состоянии — насыщающим, а воздух, содер­жащий насыщающий водяной пар, — насыщенным. Давл. водяного пара в состоянии насыщения называют давление насыщения.

Скорость испарения

Скорость испарения V выражается в миллиметрах слоя воды, испарившейся за единицу времени, например за сутки, с данной поверхности. Она, прежде всего, пропорциональна раз­ности между упругостью насыщения при температуре испаряю­щей поверхности и фактической упругостью водяного пара в воз­духе: Es - е (закон Дальтона).

Чем меньше разность (Es - е), тем медленнее идет испаре­ние, т. е. тем меньше водяного пара переходит в воздух за еди­ницу времени. Если испаряющая поверхность теплее воздуха, то Es больше, чем упругость насыщения E при температуре воз­духа; поэтому испарение продолжается и тогда, когда воздух уже насыщен, т. е. когда e = E<Es. Кроме того, скорость испа­рения обратно пропорциональна атмосферному давлению р

Испарение зависит от скорости ветра v, поскольку ветер и связанная с ним турбулентность относят водяной пар от испаряющей поверхности и поддерживают необходимый де­фицит влажности в непосредственной близости от нее. Измерение испарения является трудной задачей. Легко измерить испарение с поверхности воды в чашке прибора — ис­парителя — или в небольшом искусственном бассейне; Однако нельзя вполне приравнивать такое испарение к испарению с боль­шого естественного водоема. В последнем случае испарение меньше, чем определенное по испарителю. Измерить испарение с поверхности почвы намного труднее; соответствующие при­боры — почвенные испарители — существуют, но определяемые ими величины испарения из вырезанных монолитов почвы также могут отличаться от испарения в естественной обстановке. Поэтому для определения испарения с больших географиче­ских площадей прибегают к расчетным методам. Испарение с поверхности суши рассчитывается, например, по осадкам, стоку и влагосодержанию почвы, т. е. по другим элементам водного баланса, с которыми связано испарение и которые легче опре­деляются путем измерений. Испарение с поверхности моря можно рассчитывать из данных о влагосодержании воздуха, температуре и ветре.

Географическое распределение испаряемости и испарения

Говоря о количестве воды, испаряющемся в той или иной местности, нужно различать фактическое испарение и возможное испарение, или испаряемость. Испаряемостью называют максимально возможное испаре­ние, не ограниченное запасами влаги Однако испаряемость не всегда совпадает с фактическим ис­парением с поверхности почвы. Для почвы с недостаточным увлажнением величина фактического испарения меньше, чем для водной поверхности при тех же условиях, т. е. меньше испаряе­мости; просто потому, что не хватает влаги, которая могла бы испаряться В полярных областях, при низких температурах испаряющей поверхности, как упругость насыщения Еs так и фактическая упругость е малы и близки друг к другу. Поэтому разность (Es - е) мала, и вместе с ней мала испаряемость. На Шпицбер­гене она только 80 мм в год, в Англии около 400 мм, в Средней Европе около 450 мм. На Европейской территории России испаряемость растет с северо-запада на юго-восток вместе с ростом дефицита влажности. В Ленинграде она 320 мм в год, в Москве 420 мм, в Луганске 740 мм. В Средней Азии с ее высокими лет­ними температурами и большим