Ανάλυση ευαισθησίας της εξατμισοδιαπνοής στο συζευγμένο σύστημα ατμόσφαιρα - βλάστηση - έδαφος

• Κύριος συγγραφέας: Πετράκης, Θεόδωρος
• Άλλοι συγγραφείς: Petrakis, Theodoros
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Εξατμισοδιαπνοή; Μοντέλο CLASS; Εξίσωση Penman - Monteith; Evapotranspiration; CLASS model; Penman - Monteith equation

Το σύστημα Ατμόσφαιρα – Βλάστηση – Έδαφος αποτελείται από ένα μεγάλο εύρος διεργασιών και διαδικασιών οι οποίες συνδέουν τις τρείς συνιστώσες που το συνθέτουν, μέσω πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων. Μία από τις σημαντικότερες διεργασίες του συστήματος είναι η εξατμισοδιαπνοή, η οποία συνδέει την ατμόσφαιρα με την επιφάνεια μέσω της μεταφοράς των υδρατμών, τόσο με απευθείας εξάτμιση από το έδαφος, όσο και με την διαπνοή μέσω της βλάστησης. Για την κατανόηση της σημασίας της αρκεί να αναλογιστεί κανείς ότι μέσω της εξατμισοδιαπνοής επιστρέφει στην ατμόσφαιρα σε μορφή υδρατμών το 60% των ετήσιων βροχοπτώσεων, επηρεάζοντας σημαντικά τον σχηματισμό των νεφών. Συγχρόνως, η συμμετοχή της εξατμισοδιαπνοής σε ισοζύγια, όπως το Ενεργειακό Ισοζύγιο Επιφανείας και το Ισοζύγιο Υγρασίας του Εδάφους, της προσδίδει την δυνατότητα να γίνει ένα σημαντικό εργαλείο για ένα μεγάλο πλήθος μελετών. Η εκτίμηση της εξατμισοδιαπνοής μπορεί να γίνει είτε άμεσα, μέσω εξατμισιμέτρων ή λυσιμέτρων, είτε έμμεσα μέσω εμπειρικών εξισώσεων ή μοντέλων. Στην παρούσα εργασία γίνεται σύγκριση των εκτιμήσεων της εξατμισοδιαπνοής που προέκυψαν από δύο μοντέλα διαφορετικής πολυπλοκότητας, με την εξατμισοδιαπνοή που μετρήθηκε στον μετεωρολογικό σταθμό του Εργαστηρίου Φυσικής της Ατμόσφαιρας του Πανεπιστημίου Πατρών. Συγκεκριμένα, η εμπειρική και ιδιαίτερα ακριβής εξίσωση FAO Penman – Monteith συγκρίθηκε με το μοντέλο οριακού στρώματος Chemistry Land-surface Atmosphere Soil Slab (CLASS). Με δεδομένο ότι το CLASS περιέχει δεκάδες παραμέτρους με άγνωστη τιμή, μία σειρά εξιδανικευμένων πειραμάτων με το CLASS προηγήθηκε της σύγκρισης των δύο μοντέλων με στόχο να εντοπιστούν και να καθοριστούν με την μέγιστη επιτρεπτή ακρίβεια οι παράμετροι του μοντέλου με την πιο σημαντική συμβολή στην εξατμισοδιαπνοή. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, παρά τα ελάχιστα ή μη διαθέσιμα παρατηρησιακά δεδομένα, με τη συνεργιστική χρήση βιβλιογραφικών δεδομένων και υπολογιστικών πειραμάτων ευαισθησίας το μοντέλο CLASS πραγματοποίησε προγνώσεις μεγαλύτερης ακρίβειας από την state-of-the-art εξίσωση Penman – Monteith, δίνοντας παράλληλα τη δυνατότητα μελέτης και άλλων διεργασιών του κλιματικού συστήματος, πλην της εξατμισοδιαπνοής.