Baca artikel ini untuk mempelajari tentang definisi dan estimasi penguapan.
Definisi:
Penguapan adalah proses di mana air berubah dari keadaan cair atau padat menjadi uap melalui transfer energi panas. Proses penguapan air merupakan salah satu komponen dasar siklus hidrologi dan terdiri dari fase dimana presipitasi yang mencapai permukaan bumi dikembalikan ke atmosfer dalam bentuk uap.
Ada tiga jenis proses penguapan, yaitu:
saya. Penguapan dari permukaan air bebas (misalnya waduk, sungai dan kolam dan danau);
- Penguapan dari permukaan tanah; dan
aku aku aku. Penguapan dari tutupan vegetasi (yaitu, transpirasi).
Penguapan adalah proses difusi di mana uap dipindahkan dari permukaan alami di bumi ke atmosfer. Ada dua persyaratan penting untuk terjadinya penguapan.
Mereka:
saya. Tersedianya sumber energi panas untuk menguapkan air. Untuk penguapan, terlepas dari permukaan tempat terjadinya penguapan, diperlukan pertukaran 590 kalori per gram air yang diuapkan pada suhu 20°C. Sumber energi panas bisa berasal dari radiasi matahari atau udara yang bertiup di atas permukaan atau dari dalam permukaan di bawahnya.
- Adanya gradien konsentrasi uap antara permukaan yang menguap dan udara di sekitarnya. Penguapan dapat terjadi hanya jika konsentrasi uap pada permukaan yang menguap lebih besar daripada yang ada di udara di atasnya.
Estimasi Penguapan dari Permukaan Air Bebas:
Perubahan keadaan dari air menjadi uap terjadi ketika beberapa molekul dalam badan air mencapai energi kinetik yang cukup untuk mencapai udara di atasnya. Gerakan molekul (uap berair) ini melalui permukaan air menghasilkan tekanan dan disebut tekanan uap.
Beberapa molekul yang keluar dari badan air jatuh kembali ke dalam air saat uap encer terkondensasi. Jadi, penguapan dari dan kondensasi ke permukaan air adalah proses yang berkelanjutan. Ketika jumlah molekul yang meninggalkan badan air sebagai uap sama dengan jumlah yang hilang setelah kondensasi, kondisi saturasi dikatakan tercapai.
Ini menunjukkan keadaan keseimbangan antara tekanan yang diberikan oleh molekul yang keluar dan tekanan atmosfer sekitarnya. Dengan demikian jelas bahwa penguapan akan lebih dari kondensasi jika ruang di atas permukaan air tidak jenuh. Singkatnya, penguapan adalah fungsi dari perbedaan antara tekanan uap badan air dan tekanan uap udara di atasnya.
Dalton (tahun 1802) menunjukkan bahwa dalam kondisi tertentu:
Eα (e s – e d )
atau E= (es – e d ) Ñ°
Dimana E adalah penguapan
e s adalah tekanan uap jenuh pada suhu permukaan penguapan (mm Hg)
e d adalah tekanan uap jenuh pada suhu titik embun (mm Hg).
dan Ñ° adalah faktor angin.
Beberapa persamaan empiris untuk memperkirakan penguapan telah dikembangkan berdasarkan hukum Dalton. Beberapa di antaranya disebutkan di bawah ini. (Perlu dicatat bahwa persamaan ini dalam satuan FPS).
(i) Rumus Meyer (Dikembangkan tahun 1915):
E = c (es – e d ) Ñ°
Dimana E adalah tingkat penguapan dalam inci per 30 hari per bulan
c adalah konstanta = 11 untuk badan air besar yang dalam, dan
= 15 untuk badan air kecil yang dangkal
e s adalah tekanan uap maksimum dalam inci Hg.
(i) Sesuai dengan suhu udara rata-rata bulanan untuk badan air kecil dan dangkal, dan
(ii) Sesuai dengan suhu air untuk badan air yang besar dan dalam.
e d adalah tekanan uap aktual di udara dalam inci Hg.
(i) Berdasarkan suhu udara rata-rata bulanan dan kelembaban relatif untuk badan air kecil dan dangkal, dan
(ii) Berdasarkan informasi sekitar 30 kaki di atas permukaan air untuk badan air yang besar dan dalam.
Ѱ adalah faktor angin = (1 + 0,1 ω)
ω adalah kecepatan angin rata-rata bulanan dalam mph pada ketinggian sekitar 30 kaki di atas permukaan air.
(ii) Rumus Rohwer (Dikembangkan tahun 1931):
E = 0,771 (1,465 – 0,0186 B) Ñ°(es s – e d )
Dia menganggap efek tekanan atmosfer dan memperkenalkan faktor (1,465 – 0,0186 B)
Dalam persamaan di atas
Ѱ= 0,44 + 0,118 ω
Dalam persamaan ini
E adalah tingkat penguapan dalam inci per hari.
B adalah pembacaan barometrik rata-rata dalam inci air raksa (Hg) pada suhu 32°F.
e s adalah tekanan uap maksimum dalam inci Hg.
e d adalah tekanan uap aktual di udara berdasarkan suhu udara rata-rata bulanan, dan kelembaban relatif dalam inci Hg.
ω adalah kecepatan angin rata-rata bulanan dalam mph.
(iii) Formula Christiansen (Ini adalah Satuan Metrik):
E p = 0,473 R.C t . C w . C s . C e . C m
di mana E p adalah kehilangan penguapan dalam mm
R adalah radiasi ekstra-terestrial dalam mm (nilai R bervariasi menurut garis lintang dan juga bulan demi bulan).
C m adalah koefisien untuk mewakili penguapan sebagai rata-rata untuk bulan tersebut.
C t , C w , C h , C s dan C e adalah koefisien untuk temperatur, kecepatan angin, kelembaban relatif, persen kemungkinan sinar matahari dan elevasi semua dinyatakan dalam satuan yang sama dengan E p . Untuk menghitung nilai berbagai koefisien, Christiansen memberikan ekspresi terpisah. Ungkapan yang rumit dan tidak dalam ruang lingkup studi.
Keterbatasan persamaan empiris:
Persamaan di atas mengalami keterbatasan berikut:
(i) Penerapan persamaan ini sulit karena tidak mungkin memperoleh informasi yang diperlukan untuk penyelesaiannya di lokasi yang diinginkan.
(ii) Sebagian besar besaran yang digunakan adalah nilai rata-rata berdasarkan rata-rata bulanan sedangkan dalam praktiknya penguapan bergantung pada situasi sebenarnya pada waktu yang berbeda.
Penguapan dari Permukaan Tanah:
Mekanisme penguapan dari permukaan tanah pada prinsipnya mirip dengan yang diamati untuk penguapan dari permukaan air. Selain itu, molekul uap air yang keluar dari tanah harus mengatasi hambatan karena tarikan partikel tanah terhadap air.
Faktor yang sama yang mempengaruhi penguapan dari permukaan air bebas juga mempengaruhi penguapan dari permukaan tanah, namun perbedaan yang ada adalah karena tingkat kebasahan permukaan tanah. Laju penguapan dari tanah jenuh hampir identik dengan laju penguapan dari permukaan air bebas.
Ketika kadar air tanah permukaan menjadi berkurang, hilangnya kelembaban melalui penguapan berkurang dan ketika menjadi cukup rendah penguapan hampir berhenti. Terlihat bahwa penguapan dari permukaan tanah akan terus berlanjut selama lapisan tanah permukaan dangkal katakanlah 10 cm untuk tanah lempung dan 20 cm untuk tanah berpasir tetap lembab. Penguapan dari permukaan tanah dapat diukur dengan lysimeter.
