college Larenstein Velp

Verdamping

College VHL8 december Velp

dr. ir. Hanneke [email protected]

Verdamping in hydrologie/meteorologie

Hoe belangrijk is verdamping?

Quiz vraag:

Hoeveel % van de neerslag verdamptin Nederland per jaar?

A. Ongeveer 30%B. Ongeveer 50 %C. Ongeveer 70 %


Quiz vraag:

Hoeveel % van de neerslag verdamptin Nederland per jaar?

A. Ongeveer 30%B. Ongeveer 50 %C. Ongeveer 70 %

Nederland:800 mm neerslag550 mm verdamping


Langjarig gemiddelde neerslag Langjarig gemiddelde verdamping

Bron: http://www.knmi.nl/klimatologie/normalen1971-2000/index.html

Dit college

• Wat is/doet FutureWater (met verdamping…)

Rol van verdamping in de hydrologie:• Proces van verdamping• Terminologie: referentie- /potentiële- / actuele verdamping• Berekeningsmethoden: Makkink & Penman-Monteith• Meet methoden• Huidige uitdagingen• Vragen (ook tussendoor graag!!)

http://www.futurewater.nl

FutureWater: Tools and models

Global Water Resources

Global Water Use

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1900 1925 1950 1975 2000

Wa

ter

Wit

hd

raw

al (

km3

)

Agricultural UseIndustrial UseMunicipal Use

Shiklomanov, I.A. 2003. World Water Resources at the Beginning of the 21st Century. Cambridge University Press.

Food Water Requirements

• slice of bread: 40 liters• cup of yogurt: 300 liters• hamburger: 2800 liters

http://www.saveurs.sympatico.ca/ency_6/boeuf/hamburger.jpg

Dit college



Verdamping: stralingsbalans

K↓: globale straling

netto straling:Qnet = K↓ - K↑ + L↓ - L↑

K↑ = α * K↓

L↑

L↓

α: albedogras: 0.20sneeuw: 0.80

Verdamping: energiebalans

Qnet = ETact + G + H

Qnet

G

ETH

Verdamping: terminologie

evaporatie (Eact)

transpiratie (Tact) + interceptie (Ei)

Gangbare term: actuele evapotranspiratie (ETact)

Circa 70%v/d neerslagverdamptper jaar

Dit college



Terminologie: (aquo-lex)

Referentie verdamping (ETref):De onder de heersende meteorologische omstandigheden maximaal haalbare verdamping van een referentie gewas dat van voldoende water is voorzien.

Potentiele verdamping (ETpot):De onder de heersende meteorologische omstandigheden maximaal haalbare verdamping van een bepaald gewas dat de bodem geheel bedekt en dat van voldoende water is voorzien.

Actuele verdamping (ETact):De verdamping die werkelijk optreedt (niet altijd voldoende water; geen volledige bodembedekking)

Waarom referentie verdamping

1. Standarisering (vergelijking andere landen of tijden)2. Scenario’s:

Operationeel waterbeheer: monitoring ETact voldoende

Strategisch waterbeheer: scenario’s (landgebruik, klimaat)

Referentie verdamping- Standaard binnen Nederland: Makkink (sinds 1987)- Standaard internationaal: Penman-Monteith (FAO 56)

Dit college



Hoe berekenen hydrologen ETact?

• Referentie verdamping: ETref

• Potentiële verdamping: ETpot

ETpot = kc * ETref

• Actuele verdamping: ETact

ETact = ks * ETpot ks

Gangbare methode om ETact te berekenen in hydrologische modellen: gewasfactoren-methode

Wortel ontrekkingsfunctie(bijv. Feddes et al., 1978)

Gewasfactoren afh. van methode ETref

Makkink

• Makkink (1957); standarisatie (De Bruin, 1987)

Geldig voor: “Een goed van water voorzien kort gewas” Nodig: globale straling (K↓ ) + temperatuur (T)

λ: verdampingswarmte van water (J / kg) hoeveelheid warmte nodig om 1 kg water te verdampen= (2501 – 2,38 * T) * 1000

ρ: soortelijk gewicht van water (1000 kg / m)

γ: psychrometerconstante (op zeeniveau ~0.066 kPa /C)

s: helling van de dampspanningscurve (kPa /C)

K↓: dagsom globale straling (J / m2 d)

Penman-Monteith

• Penman-Monteith (1965); standarisatie (FAO 56; Allen et al., 1998)

ETref referentie verdamping (m d-1)s helling van de dampspanningscurve (kPa /C)Qnet netto straling (MJ /m2 d)G bodemwarmtestroom (MJ /m2 d)γ: psychrometerconstante (op zeeniveau ~0,066 kPa /C)T temperatuur op 2 m hoogte (C)u2 daggemiddelde windsnelheid op 2 m hoogte (m /s)es verzadigingsdampdruk (kPa)ea actuele dampdruk (kPa)es-ea verzadigde dampspanningstekort (kPa)

Penman-Monteith

stralingsterm aerodynamische term

Geldig voor standaardgewas: hoogte: 12 cm ; gewasweerstand: 70 s m-1 albedo: 0,23Nodig: - netto straling (indirect uit globale straling; temperatuur; luchtvochtigheid)

- temperatuur- windsnelheid- relatieve luchtvochtigheid

• Penman-Monteith (1965); standarisatie (FAO 56; Allen et al., 1998)

Makkink vs Penman-Monteith

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

01/0

1/9

8

01/0

2/9

8

01/

03/

98

01/0

4/9

8

01/0

5/9

8

01/

06/

98

01

/07/

98

01/0

8/9

8

01/

09/

98

01/

10/

98

01/1

1/9

8

01/1

2/9

8

ET

ref

(mm

/d)

PM

MakkinkVoorbeeld 1998

Makkink vs Penman-Monteith

1998 - 2007

Dit college



Invoergegevens: puntgegevens KNMI

• Makkink: - Globale straling- Temperatuur

-Globale straling- Temperatuur- Relatieve luchtvochtigheid

• Penman-Monteith:- Netto straling- Temperatuur- Windsnelheid- Relatieve luchtvochtigheid

Invoergegevens: puntgegevens buiten KNMI

Metingen in het kader van Gladheidbestrijding:

Temperatuur en relatieve luchtvochtigheid

Remote Sensing

• SEBS (Bob Su, ITC Enschede)• SEBAL (Wim Bastiaanssen, WaterWatch Wageningen)

Voorbeeld SEBAL22 juli2009

Kleurschaalniet gelijk!

Remote Sensing

Voordelen:- Vlakdekkende informatie- Hoge resolutie (tot maximaal 25 m bij 25 m)

Nadelen:- Beschikbaarheid beelden afhankelijk van bewolking- Remote sensing kan niet in toekomst kijken (scenario’s)

Hydrologische modellen + Remote Sensing

Meten actuele verdamping

• Lysimeter

• Eddy-correlatie

• Scintillometer

• Bowen-ratio

Alle meetmethoden hebben hun eigen fouten/tekortkomingen!

Huidige uitdagingen

• Ruimtelijke schatting verdamping

• Hoe veranderd verdamping onder klimaatsverandering?

• Modelstudies: Makkink + Penman-Monteith

• Modelstudies: ET splitsen in E – T – Ei

http://www.waterwatch.nl/javasc

Nuttige / informatieve websites

• www.knmi.nl/klimatologie/ (sinds januari dit jaar data stations gratis te downloaden)

• www.futurewater.nl/publications (rapport nr 82 en 86)

• FAO 56 (Rick Allen)

• www.nhv.nuwww.nhv.nu/actuele-verdamping-en-alv

Dank voor uwaandacht!

college Larenstein Velp

Technology

Transcript of college Larenstein Velp