Кіріспе
Потенциалдық булану-тершілу (ПБТ) немесе потенциалдық булану (ПБ) – егер жеткілікті су болса, белгілі бір егіс, топырақ немесе экожүйе арқылы буланып, тершіліп кететін су мөлшері. Бұл суды буландыру немесе тершілу үшін қолда бар энергияның, сондай-ақ жер бетінен төменгі атмосфераға және бастапқы орнынан алыс су буын тасымалдауға мүмкіндік беретін желдің көрсеткіші. Потенциалдық булану-тершілу судың тереңдігі немесе топырақтың ылғалдылық пайызы арқылы беріледі. Егер нақты булану-тершілу беттен атмосфераның ылғалдылық талабының және беттің ылғалмен қамтамасыз ету қабілетінің нәтижесі саналса, онда ПБТ – талаптың өлшемі (сонымен қатар булану талабы деп те аталады). Жер беті мен ауа температурасы, күн сәулесі және жел оған әсер етеді. Құрғақ жер – жылдық потенциалдық булану жылдық жауын-шашыннан асып түсетін аймақ. Көбінесе потенциалдық булану мәні жақын орналасқан климаттық стансада эталондық бетте, әдетте қысқа шөп өсетін жерде есептеледі (бірақ бұл стансадан стансаға өзгеше болуы мүмкін). Бұл мән эталондық булану-тершілу (ET0) деп аталады. Нақты булану-тершілу судың жеткілікті мөлшерде болған кезде потенциалдық булану-тершілуге тең болады. Булану-тершілу потенциалдық булану-тершілуден жоғары болмайды, бірақ егер булануға жеткілікті су болмаса немесе өсімдіктер толыққанды және жылдам тершілуге қабілетсіз болса, төмен болуы мүмкін. Кейбір АҚШ штаттары, люцернадан (альфа-альфа) ET мәнінің жоғары болуына байланысты, жалпы қысқа жасыл шөптің эталонынан гөрі биіктігі бойынша люцерна эталондық егісін пайдаланады. Потенциалдық булану-тершілу жазда, ашық және бұлтсыз күндері, экваторға жақын жерлерде жоғары болады, себебі булану үшін энергияны (жылуды) қамтамасыз ететін күн сәулесінің деңгейі жоғары. Потенциалдық булану-тершілу желді күндері де жоғары, өйткені буланып кеткен ылғал жер бетінен немесе өсімдік бетінен жауын түспей тұрып жылдам алыстатылып, оның орнын толтыру үшін көбірек булануға мүмкіндік береді.
Өлшемдер
Ықтимал булану-транспирация әдетте басқа климаттық факторлар бойынша жанама түрде өлшенеді, бірақ сонымен қатар беттің түріне де байланысты, мысалы, ашық суда (көлдер мен мұхиттар үшін), жалаңаш топырақтың топырақ типіне, сондай-ақ өсімдіктердің тығыздығы мен түрлеріне. Көбінесе ықтимал булану-транспирацияның мәні жақын орналасқан климат станциясында эталондық бетте, әдетте қысқа шөпте есептеледі. Бұл мән эталондық булану-транспирация деп аталады және оны беттік коэффициентке көбейту арқылы ықтимал булану-транспирацияға айналдыруға болады. Ауыл шаруашылығында бұл өнімділік коэффициенті деп аталады. Ықтимал булану-транспирация мен нақты жауын-шашын арасындағы айырмашылық суару кестесін жоспарлауда қолданылады. Орташа жылдық ықтимал булану-транспирация жиі орташа жылдық жауын-шашынмен (символы P) салыстырылады. Екеуінің қатынасы, P/PET, құрғақтық индексі болып табылады. Ылғалды субтропикалық климат – ыстық және ылғалды жаздары мен суық немесе жұмсақ қыстары бар климат аймағы. Субарктикалық аймақтар, 50° және 70° ендік аралығында, жергілікті климатқа байланысты қысқа, жұмсақ жаз бен суық қыстарға ие. Жауын-шашын және булану-транспирация деңгейі төмен (жылы нұсқаларымен салыстырғанда), ал өсімдіктер конферильді/тайга орманына тән.
Пенман теңдеуі (1948)
Пенман теңдеуі ашық су бетіндегі булануды (E) сипаттайды және оны 1948 жылы Говард Пенман жасаған. Пенман теңдеуі E-ді болжау үшін күнделікті орташа температураны, жел жылдамдығын, ауа қысымын және күн сәулесін қажет етеді. Мұндай деректерді алу қиын болған жағдайларда, қарапайым гидрометеорологиялық теңдеулер қолданыла береді, мысалы, ылғалды және құрғақ климаттар сияқты нақты жағдайларда салыстырмалы нәтижелер алу үшін.
Пристли-Тейлор теңдеуі
Пристли-Тейлор теңдеуі байқауларға тәуелділікті жою мақсатымен Пенман-Монтейт теңдеуіне орнына қойылды. Пристли-Тейлор үшін тек сәулелену (көрсеткіш) туралы деректер қажет. Бұл Пенман-Монтейт теңдеуінен аэродинамикалық мүшелерді алып тастау және эмпирикалық жолмен алынған тұрақты коэффициентті қосу арқылы жүзеге асырылады. Пристли-Тейлор моделінің негізгі идеясы – суға толы өсімдік жамылғысының үстінен өтетін ауа массасы сумен қанығуы керек. Мұндай жағдайларда нақты булану, Пенманның потенциалдық булану деңгейімен сәйкес келеді. Бірақ, жүргізілген байқаулар нақты буланудың потенциалдық буланудан 1,26 есе артық екенін көрсетті, сондықтан нақты булану теңдеуі потенциалдық булануды осы санға көбейту арқылы есептеледі. Бұл, су жеткілікті мөлшерде болатын өсімдіктерге (яғни, өсімдіктерде ылғал тапшылығы аз) қатысты болжам. Құрғақ аймақтардағы ылғал тапшылығы жоғарырақ мәндерге ие болуы мүмкін. Суға толы өсімдік жамылғысының үстінен өтетін ауа массасының қанығуы туралы болжам кейіннен күмәндануға себеп болды. Атмосфераның ең төменгі және турбуленттік бөлігі – атмосфералық шекаралық қабат, жабық кеңістік емес, ол үнемі атмосфераның жоғары қабаттарынан құрғақ ауаны жер бетіне әкеліп отырады. Су құрғақ атмосфераға оңайрақ буланып кететіндіктен, булану процесі күшейеді. Бұл Пристли-Тейлор параметрінің бірліктен үлкен мәнін түсіндіреді. Жүйенің дұрыс тепе-теңдігі анықталды және атмосфералық шекаралық қабат пен оның үстіндегі еркін атмосфераның интерфейсінің ерекшеліктерін қамтиды.
The underlying concept behind the Priestley–Taylor model is that an air mass moving above a vegetated area with abundant water would become saturated with water. In these conditions, the actual evapotranspiration would match the Penman rate of potential evapotranspiration. However, observations revealed that actual evaporation was 1.26 times greater than potential evaporation, and therefore the equation for actual evaporation was found by taking potential evapotranspiration and multiplying it by The assumption here is for vegetation with an abundant water supply (i. e. the plants have low moisture stress). Areas like arid regions with high moisture stress are estimated to have higher values. The assumption that an air mass moving over a vegetated surface with abundant water saturates has been questioned later. The lowest and turbulent part of the atmosphere, the atmospheric boundary layer, is not a closed box, but constantly brings in dry air from higher up in the atmosphere towards the surface. As water evaporates more easily into a dry atmosphere, evapotranspiration is enhanced. This explains the larger than unity value of the Priestley Taylor parameter The proper equilibrium of the system has been derived and involves the characteristics of the interface of the atmospheric boundary layer and the overlying free atmosphere.