Potentiaalinen haihdunta

Potentiaalinen haihdunta tarkoittaa haihduntaa pinnalta, joka on kyllästetty vedellä. Potentiaalinen haihdunta riippuu maan pinnan ja ilman vesihöyrynpaineen erosta ja tuulen nopeudesta. Tieto maanpinnan kosteudesta on kuitenkin yleensä puutteellista. Tämän vuoksi potentiaalista haihduntaa arvioidaan yleensä pinnan energiataseesta kehitetyllä Penmanin kaavalla ^[1] tai yksinkertaisemmilla ilman lämpötilaan pohjautuvilla kaavoilla. Potentiaalista haihduntaa mitataan class A-haihdunta-astialla.

${\displaystyle PET=16\left({\frac {L}{12}}\right)\left({\frac {N}{30}}\right)\left({\frac {10\,T_{d}}{I}}\right)^{\alpha }}$^[2]

missä:

${\displaystyle PET}$ on arvio potentiaalisesta haihdunnasta (mm/kk)

${\displaystyle T_{d}}$ on vuorokauden keskilämpötila (astetta Celsiusta; >0 )

${\displaystyle N}$ on vuorokausien määrä kuukaudessa

${\displaystyle L}$ on keskimääräinen päivän pituus kyseisenä kuukautena

${\displaystyle \alpha =(6.75\times 10^{-7})I^{3}-(7.71\times 10^{-5})I^{2}+(1.792\times 10^{-2})I+0.49239}$

${\displaystyle I=\sum _{i=1}^{12}\left({\frac {T_{m_{i}}}{5}}\right)^{1.514}}$ on lämpöindeksi, joka riippuu 12 kuukauden keskilämpötilasta ${\displaystyle T_{m_{i}}}$.

Hieman muunneltuja muotoja tästä kaavasta esiintyy myöhemmissä julkaisuissa (Thornthwaite and Mather 1955 ja 1957).^[3]

Penmanin kaava kuvaa haihduntaa avoimelta vesipinnalta. Kaavan on kehittänyt Howard Penman vuonna 1948. Penmanin kaava vaatii lähtötiedoiksi vuorokauden keskilämpötilan, tuulen nopeuden, ilman paineen ja nettosäteilyn potentiaalisen haihdunnan arvioimiseksi. Penmanin kaava voidaan kirjoittaa muotoon:

${\displaystyle E_{\mathrm {mass} }={\frac {mR_{n}+\rho _{a}c_{p}\left(\delta e\right)g_{a}}{\lambda _{v}\left(m+\gamma \right)}}}$^[4]

missä:

m = Kyllästyshöyrynpaineen käyrän kaltevuus (Pa K⁻¹)

R_n = Nettosäteily (W m⁻²)

ρ_a = Ilman tiheys (kg m⁻³)

c_p = Ilman ominaislämpökapasiteetti (J kg⁻¹ K⁻¹)

g_a = pinnan aerodynaaminen vastus (m s⁻¹)

δe = ilmanpaineen kyllästysvajaus (Pa)

λ_v = veden ominaishöyrystymislämpö (J kg⁻¹)

γ = psykrometrivakio (Pa K⁻¹)

Kaava antaa potentiaalisen haihdunnan E_mass yksikössä kg/(m²·s), kilogrammaa haihdutettua vettä sekunnissa neliömetriä kohden.

Penman-Monteithin kaavaa^[5] käytetään kasvipeitteisen alueen potentiaalisen haihdunnan laskentaan. Kaavaa pidetään yleisesti tarkimpana mallina potentiaalisen evapotranspiraation arvioimiseen. Muun muassa YK:n elintarvike- ja maatalousjärjestö (FAO) suosittelee kaavaa potentiaalisen evapotranspiaation arvioimiseen^[6]