Évaporation: signification, facteurs et types

Après avoir lu cet article, vous apprendrez: - 1. La signification de l'évaporation 2. Les facteurs d'évaporation 3. Les mesures 4. Les types.

Signification de évaporation:

C'est le processus physique par lequel tout liquide s'échappe de la surface dans l'air sous forme gazeuse, à une température inférieure à son point d'ébullition. L'évaporation est le passage de l'état liquide à l'état vapeur, lorsque les molécules s'échappent de la surface de l'eau.

Le changement d'état de l'eau solide et liquide en vapeur et sa diffusion dans l'atmosphère sont également définis comme de l'évaporation. L'évaporation peut provenir de la surface du sol ou de la surface d'eau libre. L'évaporation de l'eau dans l'atmosphère peut se produire à partir de masses d'eau telles que les océans, les lacs, les rivières, les sols et la végétation humide.

L'évaporation est le moyen par lequel une grande quantité de chaleur latente est transformée de la surface de la terre en atmosphère. Il joue un rôle majeur dans la répartition de l'énergie thermique entre la Terre et l'atmosphère. C'est un élément important du cycle hydrologique.

L'énergie nécessaire à l'évaporation est d'environ 2, 5 MJ / kg, soit 590 calories par gramme d'eau à 20 ° C. Il est fourni par le rayonnement solaire. L'évaporation est considérée comme un gaspillage, car l'évaporation du sol n'est pas liée à la croissance de la culture.

La majeure partie de l'eau évaporée à la surface de la plante est celle qui s'est déplacée du sol vers les racines, puis vers d'autres parties des plantes et s'est échappée dans l'air ambiant par les stomates.

Facteurs d'évaporation:

L’évaporation dépend des facteurs suivants:

1. température / rayonnement,

2. gradient d'humidité relative / pression de vapeur, et

3. le vent.

Mukkamal et Bruce (1960) ont constaté que l'importance relative du rayonnement, de l'humidité et du vent dans la détermination de l'évaporation de la casserole était dans un rapport de 80: 6: 14, respectivement.

1. température / rayonnement:

La température indique le degré relatif d’activité moléculaire ou de chaleur d’une substance. C'est un indice de chaleur sensible. Ce n'est pas une mesure directe de la quantité d'énergie. Lorsque le rayonnement solaire tombe à la surface de l'eau, les molécules d'eau sont mises en mouvement. Chaque molécule gagne de l'énergie cinétique.

L'énergie cinétique moyenne indique la température de l'eau. À mesure que la quantité de rayonnement augmente, l'énergie cinétique augmente également. La vitesse des molécules d'eau augmente et on parvient à un stade où certaines molécules s'échappent de la surface de l'eau sous forme de vapeurs d'eau. Ce processus s'appelle l'évaporation.

Lorsque la température de l'eau est supérieure à celle de l'air, l'évaporation a lieu. Le taux d'évaporation augmente avec la hausse de la température de l'eau. Plus la température de l'eau est élevée, plus le taux d'évaporation est élevé. C'est pourquoi le taux d'évaporation est plus élevé en été qu'en hiver. La température / rayonnement contribue pour environ 80% à l'évaporation.

2. Humidité / Pression de vapeur:

L'évaporation est un processus continu qui reste actif tant qu'il y a apport d'énergie, disponibilité d'humidité et gradient de pression de vapeur entre la surface de l'eau et l'atmosphère. Pendant l'évaporation, les vapeurs d'eau s'échappent de la surface de l'eau et continuent de s'accumuler à la surface de l'eau.

En conséquence, la pression de vapeur saturante devient supérieure à la pression de vapeur réelle de l'air adjacent. La différence entre ces deux pressions de vapeur conduit à un gradient de pression de vapeur. Cette différence est aussi appelée déficit de pression de vapeur.

On estime que l'évaporation est proportionnelle au déficit de pression de vapeur. Cela n’est vrai que lorsque la température de l’air est égale à celle de la surface en évaporation, ce qui est rarement observé dans la nature. En l'absence de cette égalité de l'air et de la température de surface, l'évaporation est proportionnelle au gradient de pression de vapeur entre la surface d'évaporation et l'air adjacent.

La pression de vapeur à la surface de l'eau est supérieure à la pression de vapeur réelle de l'air adjacent. Par conséquent, un gradient de pression de vapeur est créé entre la surface de l'eau et l'air adjacent.

Lorsque l'air est sec, l'humidité relative est très basse. En raison de la faible humidité relative de l'air adjacent, le gradient de pression de vapeur agit de la surface de l'eau vers l'air. Cependant, dans des conditions humides, l’humidité relative étant très élevée, la pression de vapeur réelle de l’air adjacent se rapproche de la pression de vapeur saturante à la surface de l’eau.

Dans une telle situation, le taux d'évaporation devient très faible. Le taux d'évaporation à la surface de l'eau de mer est très faible, tandis que le taux d'évaporation dans la masse d'air sec continental est très élevé. L'humidité contribue à environ 6% de l'évaporation totale.

3. vent:

Les mouvements du vent et la turbulence remplacent la masse d'air près de la surface de l'eau par un air moins humide et augmentent l'évaporation. L'évaporation est un processus diffusif partiellement turbulent et partiellement moléculaire. La turbulence est le mécanisme dominant sauf dans la couche mince près de la surface d'évaporation.

Le taux d'évaporation augmente lorsque le vent souffle, alors qu'il reste inhibé dans des conditions calmes. On estime que le facteur vent contribue pour environ 14% à l'évaporation totale. Le taux d'évaporation est renforcé par une advection chaude ou par des journées ensoleillées en été.

Mesure de l'évaporation:

L'évaporation peut être mesurée à l'aide de différentes casseroles de formes et de tailles variées. Bien que les casseroles soient chères, elles peuvent cependant être utilisées très facilement. Mais dans les climats arides, l'évaporation en bac est inférieure à l'évapotranspiration réelle car la surface de l'eau a une rugosité aérodynamique plus faible que celle de la surface de la végétation.

Par conséquent, la surface de l’eau peut extraire moins de chaleur sensible de l’air qui passe que la surface de la végétation. Le taux d'évaporation est indépendant de la taille du récipient de mesure dans des conditions d'humidité élevée, mais il est fortement influencé par temps sec.

Certains dispositifs spéciaux utilisés pour mesurer l'évaporation sont les suivants:

je. Pich:

Il s’agit d’un tube inversé, gradué, rempli d’eau et d’un papier filtre collé sur sa bouche. En règle générale, il est placé dans le tamis de stevenson pour éviter toute perte d'eau.

ii. Atmomètres Black Bellane:

Il s’agit d’un disque noir et poreux de 7, 5 cm de diamètre, fixé au bout d’un entonnoir en céramique.

Mais ces instruments surestiment l’effet du vent et sous-estiment l’effet du rayonnement solaire.

Types d'évaporimètres:

1. Casseroles flottantes:

Ces casseroles sont conçues pour flotter à la surface de l'eau. Mais leur limitation est que leur installation est très coûteuse et que leur fonctionnement est difficile par vent fort, il devient donc difficile de mesurer l'évaporation.

2. Casseroles placées au-dessus de la surface:

Celles-ci sont également connues sous le nom d'évaporomètre à cuve ouverte. La plupart du temps, un pan de type USDA de classe A est utilisé. Mais son inconvénient est qu’il surestime l’évaporation car la chaleur sensible des côtés et du fond augmente l’évaporation.

3. Casseroles immergées:

Dans ces casseroles, la surface de l'eau est maintenue près de la surface du sol. Leur inconvénient est que leur nettoyage est difficile et qu'il existe également des risques de fuite de chaleur. De plus, l'énergie thermique de la couche de sol adjacente influence le taux d'évaporation.

4. Lysimètres:

Ceux-ci sont intégrés dans le sol. Ceux-ci sont couramment utilisés pour mesurer l'évapotranspiration de la culture, mais ils peuvent également être utilisés pour mesurer l'évaporation du sol nu. Celles-ci sont de deux types: type de drainage et type de pesée, parmi lesquelles le type de pesée est couramment utilisé. Mais leur coût élevé et leur immobilité limitent leur utilisation.