Die Methoden zur Bestimmung der Verdunstung der natürlichen Erdoberfläche

Zusammenfassung

Die Bestimmung der Verdunstung des natürlichen Bodens ist sowohl durch instrumentelle Beobachtungen als auch durch klimatologische Rechnungen möglich. Aus diesem Grunde gliedert sich die vorliegende Arbeit in einen instrumentellen Teil (A) und einen rechnerischen Teil (B).

• A. Zur Ermittlung der Verdunstung der Erdoberfl\:ache mit ihrer Pflanzenbedeckung kommen vor allem vierMe\sBverfahren in Betracht:

  DieWärmehaushaltsmessung durch Ermittlung von Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit in zwei verschiedenen Höhen, der Bodentemperatur und des Strahlungsumsatzes;

  Die Verdunstungsbestimmung aus Messungen vonDampfdruckgradient undAustausch;

  die Verdunstungsbestimmung aus Messungen, vonOberflächenfeuchtigkeit und-temperatur in Verbindung mit dem Koeffizienten der äußeren Wärmeleitung;

  die Verdunstungsbestimmung aus derWasserbilanz des Bodens, also aus dem Niederschlag und der Änderung des Wassergehaltes des Bodens.

  Die für die verschiedenen Verfahren erforderlichen Apparaturen werden beschrieben und ihre Eigenschaften diskutiert. An neuen Meßgeräten werden behandelt: Verschiedene, Austauschmesser, ein elektrischer Thermohygrograph mit thermischer Übertragung der Haarlänge auf die Übermittlungsleitung, ein Psychrometer mit Thermoelementen in dünnen Tonröhrchen und ein Gerät für die unmittelbare Messung des Dampfdruckgradienten mit trockenen und feuchten Lötstellen sowie ein Thermohygrograph kleinster Abmessungen für Bestimmungen der Oberflächenwerte.

• B. KlimatologischeBerechnungen der Verdunstung des nat\:urlichen Bodens sind nur f\:ur Monatsmittel m\:oglich, da die Wirkung der meteorologischen Faktoren auf die Spalt\:offnungen der Pflanzen im einzelnen noch nicht klar erkannt ist. Es werden zwei Formeln zur Berechnung der Verdunstung angegeben, von denen die eine von demW\:armehaushalt und die andere von demWasserhaushalt ausgeht. Die erstere benutzt die Monatsmittel von Lufttemperatur, Dampfdruck und Bew\:olkung, die zweite die Monatsmittel von Niederschlag und S\:attigungsdefizit. Durch Anwendung der Formeln auf die in einer fr\:uheren Arbeit des Verfassers bereits berechneten nat\:urlichen Verdunstungen an einigen Observatorien in verschiedenen Klimagebieten wurden die Koeffizienten der Formeln numerisch bestimmt. Von den beiden Formeln ist die Berechnung der Verdunstung aus dem Wasserhaushalt verh\:altnism\:a\sBig einfach. Sie wurde aus diesem Grunde in den Karten des Wasserhaushaltes des Indopazifischen Raumes, also der Wasserseite der Erde, der Berechnung der Verdunstung der Festl\:ander zugrunde gelegt.

Summary

The evaporation of the natural soil can be determined both by measurements and by climatological calculations. For this reason this paper is divided in an instrumental part (A) and a theoretical part (B).

• A. In order to determine the evaporation of the surface of vegetal soil four proceedings for itsmeasurement can be taken into consideration: measurement of thermal economy by determination of air temperature and humidity at two heights, of the temperature of the soil surface and of the radiation balance; determination of evaporation by measurements of vapour pressure gradient and turbulent exchange; determination of evaporation by measurements of surface humidity and surface temperature, in combination with the coefficient of heat conduction; determination of evaporation from water economy, namely from precipitation and variation of the water content of soil.

  The necessary apparatus and their qualities for the various proceedings are discussed. New instruments for measuring are described: various balance meters, an electric thermo-hygrograph with thermal transmission of hair length to the conductor, a psychrometer, with thermo-couples in thin clay tubes, an instrument for the direct measurement of vapour pressure gradient by means of dry and moist thermo-couples, and a tiny thermo-hygrograph for the determination of surface values.

• B. Climatologicalcomputations of the evaporation of the soil are possible only for monthly means, because the effects of the meteorological factors on the stomata of the plants are not yet clearly known in detail. Two formulas for the computation of evaporation are given, the one starting from the heat economy, the other from the water economy. The first one is working with monthly means of air temperture, vapour pressure and cloudiness, the second with monthly means of precipitation and saturation deficit. In applying these formulas on former computations of natural evaporation in different climates, published in an earlier paper of the author, the coefficients of these formulas have been determined numerically.

The computation of evaporation from water economy is relatively easy. For this reason this formula has been used in the maps of water economy of the Indo-Pacific space, i. e. the water part of the earth, for computing the evaporation of the continents.

Résumé

On peut déterminer l'évaporation du sol à l'état naturel aussi bien par mesure directe que par le calcul à partir des données climatologiques. C'est pourquoi le présent travail comprend une partie expérimentale (A) et une partie théorique (B).

• A. Pour \'etablir l'\'evaporation de la surface du sol recouvert de v\'eg\'etation, les quatre proc\'ed\'es demesure suivants entrent en consid\'eration: d\'etermination du bilan thermique par la measure de la temp\'erature de l'air et de son humidit\'e \`a deux niveaux diff\'erents, de la temp\'erature du sol et de l'\'echange radiatif; measure du gradient de pression de vapeur d'eau et de l'\'echange turbulent; measure de l'humidit\'e et de la temp\'erature superficielles en tenant compte du coefficient de conductibilit\'e; mesure, du bilan aqueux du sol \`a partir des pr\'ecipitations et de la variation de la teneur en eau du sol.

  On décrit les appareils nécessaires pour ces différents procédés et leurs caractéristiques. Les appareils nouveaux suivants sont traités: différents instruments de mesure de l'échange turbulent; un thermohygrographe électrique à transmission thermique de la longueur du faisceau de cheveux sur le fil conducteur; un psychromètre avec éléments thermoélectriques placés dans des tubes minces de porcelaine; un instrument pour la mesure directe du gradient de pression de vapeur d'eau avec soudures sèches et humides; enfin un thermohygrographe à dimensions réduites servant à la mesure au niveau du sol.

• B. Lescalculs de l'\'evaporation du sol \`a l'aide des donn\'ees climatologiques ne peuvent se faire que sur la base des moyennes mensuelles, car on ne conna\^it pas encore en d\'etail l'effet des facteurs m\'et\'eorologiques sur les stomates des plantes. On donne deux formules pour le calcul de l'\'evaporation dont l'une se base sur le bilan thermique et l'autre sur le bilan aqueux. La premi\`ere utilise les moyennes mensuelles de la temp\'erature, de la pression de vapeur et de la n\'ebulosit\'e, la deuxi\`eme les moyennes mensuelles des pr\'ecipitations et du d\'eficit de saturation. L'auteur calcule les coefficients num\'eriques de ces formules \`a l'aide de donn\'ees de l'\'evaporation naturelle sous diff\'erents climats qu'il a calcul\'ees dans un pr\'ec\'edent travail. Le calcul de l'\'evaporation par la deuxi\`eme formule est assez simple. C'est pourquoi on l'a utilis\'ee pour \'etablir l'\'evaporation sur les continents \`a partir des cartes du bilan aqueux de l'espace des Oc\'eans Indien et Pacifique, c'est-\`a-dire de la partie oc\'eanique du globe terrestre.