natgillin/translations-raw huggingface dataset:
where z1 is the height above d of the vegetation (z1 ≈ 0,1 m), z2 is the height below the surface layer (z2 ≈ 2 m), u* denotes the friction velocity (m/s), and k stands for the von Karman's constant (0,41).
gdje je z1 visina iznad d vegetacije (z1 ≈ 0,1 m), z2 visina ispod visine površinskog graničnog sloja (z2 ≈ 2 m), u* je brzina trenja [m/s], a k von Karmanova konstanta (0,41).
To estimate the temperature difference between the surface and the air for the analyzed area, dT = T0 - Ta the function dT = T0 - Ta must be defined.
Da bi se odredila razlika u temperaturama površine i zraka za cijelo analizirano područje dT = T0 - Ta, potrebno je definirati funkciju dT = f(T0).
The procedure starts by defining two boundary conditions: the known sensible heat flux at extremely wet ("cold" pixel) and extremely dry spot i.e. pixel ("hot" pixel).
Postupak započinje s dva rubna uvjeta: poznavanje osjetilne topline u ekstremno vlažnoj (tzv. "hladni" piksel) i ekstremno suhoj točki područja (tzv. "vrući" piksel).
The "cold" pixel usually represents an open water surface where H ≈ 0, i.e. all available energy is used in the evaporation process, and hence Rn - G0 = lET.
Za "hladni" piksel se najčešće odabire piksel koji predstavlja vodenu površinu u kojoj je H ≈ 0 odnosno sva dostupna energija se utroši na isparavanje pa je Rn - G0 = lET.
If open water surfaces can not be detected, the most accurate choice is a well irrigated pixel characterized with dense vegetation, albedo in the range of 0,22 - 0,24, high NDVI and low surface temperature.
Nije li moguće odabrati vodenu površinu, odabire se dobro navodnjena točka prekrivena gustom vegetacijom, s površinskim albedom u rasponu 0,22 - 0,24 te visokim NDVI-jem i niskom temperaturom površine.
If H ≈ 0, according to equation (13), the temperature difference between the surface and the air is equal to zero: dTHL = T0HLTaHL =0.
Ako je H ≈ 0, prema jednadžbi (13), razlika između temperature površine i temperature zraka jednaka je nuli tj. dTHL = T0HL-TaHL =0.
As opposed to "cold" pixel, lET ≈ 0 and H = Rn - G0. can be assumed for "hot" pixel.
Za razliku od "hladnog" piksela, "vrući" piksel je točka u kojoj je lET ≈ 0 pa je H = Rn - G0.
The surface temperature is at maximum value, while the NDVI and albedo are very low.
Temperatura površine je maksimalna, a NDVI i albedo poprimaju vrlo niske vrijednosti.
Since the values of Rn, G0 and rah are already known from previous steps (equations (2), (12) and (17)), temperature differences between the surface and the air are calculated by inversing the equation (13).
Vrijednosti Rn, G0 i rah u tom su pikselu već poznate iz prethodnih koraka (jednadžbe (2), (12) i (17)) pa se razlika temperature površine i temperature zraka izračunava inverznom jednadžbom (13).
The resulting values enable defining the
Dobivene
Schematic overview for calculating sensible heat flux H
Shematski prikaz proračuna osjetilne topline H
linear function dT (Figure 2), which is then applied to the whole analyzed area, i.e. to every pixel.
vrijednosti razlike temperatura omogućuju definiranje linearne funkcije dT (slika 2.) koja se može primijeniti na cijelo analizirano područje te tako odrediti razlike temperatura u svakom pikselu.
Temperature difference between the surface and the air
Razlika temperatura između površine i zraka
The equation (13) determines the sensible heat flux and the Monin-Obukhov length, which represents the ratio between the turbulence generated mechanically and thermally [21]:
Jednadžbom (13) određena je osjetilna toplina te MoninObukhovljeva duljina koja predstavlja omjer između mehanički i termički generirane turbulencije [21]:
with ρ as the air density[kg/m3], cp is the specific heat of the air [1004 J/kgK], u* is the friction velocity [m/s], T0 is the surface temperature [K], g is the gravitational acceleration [9,81 m/s2] and H is the sensible heat flux [W/m2].
gdje je ρ gustoća zraka [kg/m3], cp je specifična toplina zraka (1004 J/kgK], u* brzina trenja [m/s], T0 temperatura površine [K], g je gravitacijsko ubrzanje [9,81 m/s2], a H tok osjetilne topline [W/m2].
In neutral conditions, the Monin-Obukhov length equals zero (L=0).
Za neutralne uvjete, veličina Monin-Obukhovljeve duljine jednaka je nuli (L=0).
Latent heat flux (lET)
Latentni toplinski tok (lET)
It must be emphasized that the estimated latent heat flux represents the instantaneous value i.e. the value at the time of the satellite overpass.
Treba napomenuti da je ovdje riječ o trenutačnoj vrijednosti, tj. vrijednosti latentnog toplinskog toka u trenutku preleta satelita.
Accordingly, the instantaneous ET can be calculated by dividing the latent heat flux by the latent heat of vaporization l.
Shodno tome, trenutačna ET dobivena je dijeljenjem latentnog toplinskog toka s latentnom toplinom isparavanja l.
Actual daily evapotranspiration (ET24h)
Efektivna dnevna evapotranspiracija (ET24h)
To estimate the actual daily evapotranspiration, its diurnal variation must be known, which is similar to variation of other energy balance components [9].
Za izračun efektivne dnevne evapotranspiracije potrebno je poznavati varijaciju te veličine tijekom dana, a ta je varijacija vrlo slična varijaciji drugih komponenata energetske bilance [9].
n h
TRENUTACNO n h
where ρw is the density of water (ρw = 1000 kg/m3).
Veličina ρw je gustoća vode (ρw = 1000 kg/m3).
The latent heat of vaporization l expresses the energy needed to change the unit mass of water from liquid into water vapour under constant pressure and at constant temperature.
Latentna toplina isparavanja l izražava energiju potrebnu za promjenu jedinične mase vode iz tekućeg u plinovito stanje pod konstantnim tlakom i pri konstantnoj temperaturi.
It is temperature dependent and hence its value will change as the temperature changes: at higher temperatures less energy is needed to evaporate water.
Ovisi o temperaturi pa će se i njena vrijednost mijenjati s promjenom temperature: na višim će temperaturama biti potrebno manje energije za promjenu agregatnog stanja vode nego na nižim.
On the other hand, the variation of l with respect to the temperature is small enough to be neglected and its values can be assumed constant and equal to 2,47 MJ/kg [8], which corresponds to air temperature of app. 20°C.
Međutim, kako je varijacija l vrlo mala, može se usvojiti pretpostavka konstantne vrijednosti od 2,47 MJ/kg [8] što odgovara latentnoj toplini isparavanja na temperaturi zraka od 20°C.
3. Research area
3. Područje istraživanja
The actual daily evapotranspiration was estimated at the Croatian part of the Istrian Peninsula (Figure 3.
Procjena efektivne dnevne evapotranspiracije provedena je za područje hrvatskog dijela istarskog poluotoka (slika 3.
Although relatively small, the Istrian Peninsula is very heterogeneous.
Iako se radi o relativno malom području, istarski je poluotok izrazito heterogen.
The Mediterranean climate prevails in coastal parts where summers are hot and dry while winters are moderately cold and wet.
Za obalni je pojas karakteristična sredozemna klima s vrućim i suhim ljetnim mjesecima te prohladnom i vlažnom zimom.
As the distance from the coast and the altitude increase, weather conditions gradually change into moderate continental: warm and wet summers and cold winters.
S porastom udaljenosti od obale i porastom nadmorskih visina mijenjaju se i klimatske karakteristike te poprimaju odlike umjereno kontinentalne klime: ljeta postaju topla i vlažna, a zime oštre.
Average annual air temperatures in the coastal area exceed 15°C and decrease towards the mainland down to the minimum of 6-7°C at the Učka and Ćićarija mountain ranges [26].
U priobalnom području srednje višegodišnje temperature premašuju 15°C i opadaju prema unutrašnjosti do 6-7°C na području Učke i Ćićarije [26].
Lower altitudes and a monotonous relief are found in the west and south, where air temperatures are, on an average, significantly higher compared to the rest of Istria, and the vertical gradient is not so pronounced (Figure 3.
U zapadnom i južnom dijelu poluotoka, gdje su nadmorske visine niže, a reljef slabije razvijen, temperature zraka su u prosjeku znatno više od ostatka Istre, a vertikalni gradijent slabije izražen (slika 3.
It consists of 5 bands, each covering a specific interval in EMS.
satelitska snimka snimljena 5. kolovoza 1998. u 13:55 sati (slika 4.).
Along with the image, meteorological data were also collected at 11 selected meteorological
Sastoji se od 5 kanala i svaki od njih pokriva određeni spektralni interval u EMS-u.
gauging stations, where the following measurements were made at the time of the satellite overpass: air temperature, relative air humidity, insolation and wind velocity (Figure 5).
Osim snimke prikupljeni su i relevantni meteorološki podaci izmjereni na dan preleta satelita na 11 odabranih meteoroloških postaja: temp. zraka, rel. vlažnost zraka, insolacija i brzina vjetra (slika 5.).
Using equations (3) and (4), K↓ and L ↓ were calculated for each meteorological station (table 1)..
Primjenom jednadžbi (3) i (4) izračunane su vrijednosti K↓ i L ↓ za sve odabrane meteorološke postaje (tablica 1).
Figure 3. a) Analyzed area; b) spatial distribution of average annual air temperatures in the period of 1961-1990.
Slika 3. a) Analizirano područje; b) prostorna raspodjela srednje višedogišnje temperature zraka za razdoblje 1961.-1990.
NOAA AVHRR satellite image taken on 5th August 1998 at 13:55 h: a) band 1 (0,58 - 0,68 μm); b) band 2 (0,725 - 1,10 μm); c) band 3 (3,55 - 3,93 μm); d) band 4 (10,30 - 11,30 μm); e) band 5 (11,50 - 12,50 μm)
NOAA AVHRR snimka snimljena 5. kolovoza 1998.: a) kanal 1 (0,58 - 0,68 μm); b) kanal 2 (0,725 - 1,10 μm); c) kanal 3 (3,55 - 3,93 μm); d) kanal 4 (10,30 - 11,30 μm); e) kanal 5 (11,50 - 12,50 μm)
Meteorological gauging stations selected in the analyzed are
Odabrane meteorološke postaje na analiziranom području
Stations
Postaja
Instantaneous incoming shortwave K↓ and longwave L↓ radiation
Trenutačno silazno kratkovalno K↓ i dugovalno L↓ zračenje
τsw: one-way atmospheric transmittance (τsw= 0,75+2∙10-5∙z); εa: atmospheric emissivity (εa= 0,85 ∙ (-ln τsw)0,09)
τsw: jednosmjerna transmisija atmosfere (τsw= 0,75+2∙10-5∙z); εa: atmosferska emisivnost (εa= 0,85 ∙ (-ln τsw)0,09)
Spatial variations of instantaneous incoming shortwave and longwave radiation are very small over the analyzed area (K↓ = 779,60 - 785,54 W/m2; L↓ = 343,04 - 353,13 W/m2) and can be assumed to be constant and equal to their average value (K↓ = 781,29 W/m2 and L↓ = 349,58 W/m2).
Prostorne varijacije trenutačnog kratkovalnog i dugovalnog silaznog zračenja vrlo su male nad analiziranim područjem (K↓= 779,60 - 785,54 W/m2; L↓ = 343,04 - 353,13 W/m2) pa je valjana pretpostavka da su oba zračenja konstantna i jednaka njihovoj srednjoj vrijednosti (K↓ = 781,29 W/m2, tj. L↓ = 349,58 W/m2).
Vegetation indices NDVI and LAI are higher in the north and north-east parts of Istria (Figures 6.
Vegetacijski indeks NDVI viši je u sjevernom i sjeveroistočnom dijelu Istre (slika 6.
The broadband emissivity (Figure 6.
Širokokanalna emisivnost (slika 6.
c) will increase as the NDVI increases: higher values are characteristic for the central peninsula as well as the north and north-east.
c) rast će s porastom vrijednosti NDVI-ja pa su tako više vrijednosti karakteristične za unutrašnjost poluotoka, posebno na njegovom sjeveru i sjeveroistoku.
The surface temperature (Figure 7) is a function of thermal characteristics of the surface, which are, among other factors, dependent on vegetation cover.
Temperatura površine (slika 7.) u funkciji je termalnih karakteristika površine koje su, između ostalog, uvjetovane i vegetacijskim pokrovom.
Higher surface temperatures are detected in areas with no or with very scarce and dry vegetation that predominate in coastal parts of the peninsula, i.e. in areas with low NDVI and LAI values (Figure 6.
Više temperature karakteristične su za područja bez vegetacije ili s vrlo oskudnom i suhom vegetacijom kakvu nalazimo u priobalnom području poluotoka, tj. područja s niskim vrijednostima NDVI-ja i LAI-ja (slika 6.
a and Figure 6.
a i slika 6.
b), while lower temperatures are present in the north, which is covered with dense vegetation.
b) dok su niže temperature površine procijenjene za sjeveroistočni dio Istre prekriven gustom šumskom vegetacijom.
smaller portion of that energy is used to heat-up the surface and hence surface temperatures are lower.
troše velike količine dostupne energije, a tek se manji iskoristi za zagrijavanje površine te je temperatura površine niža.
Using the equation (5), maximum values of instantaneous outgoing longwave radiation L↑ are calculated for the west and south coast of the analyzed area (Figure 8) where surface temperatures are the highest.
Primjenom jednadžbe (5), maksimalne vrijednosti trenutačnog uzlaznog dugovalnog zračenja L↑ dobivene su u priobalju zapadne Istre (slika 8.) gdje su i temperature najviše te na južnom dijelu poluotoka.
The decrease in L↑ is proportional to the decrease in surface temperatures.
Snižavanjem temperature površine snižavat će se i L↑.
The instantaneous net radiation of the analyzed area is determined using equation (2) (Figure 9).
Jednadžbom (2) na svakom je pikselu određen trenutačni neto tok zračenja analizirane površine (slika 9.).
With known instantaneous net radiation, the equation (12) is used to calculate a portion of the net radiation related to the soil heat flux i.e. spatial distribution of G0 (Figure 10).
S poznatim trenutačnim neto tokom zračenja, jednadžbom (12) je definiran udio toplinskog toka tla u neto toku zračenja, odnosno prostorna raspodjela G0 (slika 10.).
Maximum values of G0 are registered in the coastal area, especially in the west and south.
Vrijednosti G0 su najviše u priobalnom području i posebno se to odnosi na zapadnu i južnu obalu Istre.
Sparse vegetation cover in those parts results in an increased energy flux that passes through the soil.
Udio vegetacijskog pokrova tu je najmanji što pogoduje povećanju količine toplinske energije koja prolazi kroz tlo.
Denser and healthier vegetation (higher NDVI values) contributes to the light attenuation on the surface and reduces the soil heat flux.
Gušća i zdravija vegetacija (više vrijednosti NDVI-ja) doprinosi prigušenju svjetla na samoj površini tla pa tako umanjuje toplinski tok tla.
Depending on the value of L, the friction velocity is calculated and adjusted using stability correction functions [27] before estimating the aerodynamic resistance to heat transfer (Figure 1).
Ovisno o veličini L izračunana je brzina trenja korigirana korekcijskim funkcijama stabilnosti [27] i naposlijetku sam aerodinamički otpor prijenosu topline (slika 1.).
After 11 iterations, H and rah values stabilize, and the final spatial distribution of sensible heat flux is determined (Figure 11).
Nakon 11 iteracija vrijednosti H i rah su se ustabilile te je dobivena konačna prostorna raspodjela osjetilne topline (slika 11.).
Figure 6. a) Vegetation index NDVI; b) leaf area index LAI; c) broadband emissivity
Slika 6. a) Vegetacijski indeks NDVI; b) indeks lisne površine LAI; c) širokokanalna emisivnost
Surface temperature (5th August 1998)
Temperatura površine (5.8.1998.)
Instantaneous outgoing lw radiation (5th August 1998)
Trenutačno uzlazno dugovalno zračenje (5.8.1998.)
Instantaneous net radiation (5th August 1998)
Trenutačni neto tok zračenja (5.8.1998.)
Instantaneous soil heat flux (5th August 1998)
Trenutačni neto tok topline tla (5.8.1998.)
An increase in surface temperature will result in an increase in sensible heat flux, and so high values of H (above 400 W/m2) have been recorded at several locations in the western and southern parts of Istria.
Porastom temperature površine rast će i osjetilna toplina pa su vrlo visoke vrijednosti H (iznad 400 W/m2) zabilježene na nekoliko lokacija zapadne i južne Istre.
The heat loss is significant in these locations, and high values are in line with high values of the soil heat flux (Figure 10).
Gubitak topline na tim je lokacijama vrlo velik, a visoke vrijednosti poklapaju se s visokim vrijednostima toplinskog toka tla (slika 10.).
Large amounts of available energy are spent on rising soil temperature, and heat transfer into the atmosphere is significant.
Na tim je lokacijama veliki utrošak energije na zagrijavanje tla i veliki je prijenos topline s površine u atmosferu.
It is obvious that available energy is mainly used for heating-up the surface, which means that less energy is available for changing water from liquid to water vapour, i.e. for the evapotranspiration process.
Očito je da je dostupna energija na tim dijelovima uglavnom utrošena na zagrijavanje površine pa se može očekivati da će manje energije biti na raspolaganju za promjenu agregatnog stanja vode, tj. za proces evapotranspiracije.
Relationship between sensible heat flux and surface temperature
Odnos osjetilne topline i temperature površine
The process of transferring heat from surface into the atmosphere is complex and depends on numerous factors, and so greater dispersion of sensible heat flux values occurs when surface temperatures are higher (Figure 12).
Zbog složenosti procesa prijenosa topline s površine u atmosferu i niza faktora o kojima ta veličina ovisi, u području viših temperatura površine dolazi do većeg rasipanja vrijednosti osjetilne topline (slika 12.).
The latent heat flux is the energy elapsed in the ET process.
Tok latentne topline se odnosi na energiju utrošenu na proces ET.
Higher surface temperatures, in comparison with lower surface temperature, indicate that less energy must be spent to change water from liquid to water vapour (Figure 14).
Naime, na višim će temperaturama biti potrebno manje energije za promjenu agregatnog stanja vode nego na nižim temperaturama (slika 14.).
Učka and Ćićarija mountain ranges are covered with denser and healthier vegetation and are characterized by lower temperatures.
Područje Učke i Ćićarije prekriveno je gušćom i zdravijom vegetacijom te je okarakterizirano nižim temperaturama.
Thus, more of the available energy will be used up in the evaporation process.
Stoga će i proces isparavanja iziskivati veće količine energije.
Relationship between latent heat flux and surface temperatures
Odnos toka latentne topline i temperature površine
The portion of the energy available for different processes in nature, especially for evapotranspiration, is dictated by the water content within the system: in humid areas more available energy will be spent on transpiration (higher lET values) while in drier areas the energy will largely be used for heating up the surface (higher H values).
Udio energije dostupne za različite procese u prirodi, posebno kada je riječ o evapotranspiraciji, velikim je dijelom diktiran količinom vode u sustavu: vlažna će područja trošiti više dostupne energije za transpiraciju (veće vrijednosti toka latentne topline lET) dok će suha područja veće količine dostupne energije trošiti na zagrijavanje površine (veće vrijednosti toka osjetilne topline H).
Therefore, the evaporative fraction, as the ratio of latent to available energy, is a good indicator of a hydrologic state of the system (Figure 15).
Stoga je evaporativna frakcija kao omjer latentne i dostupne energije u sustavu dobar indikator hidrološkog stanja sustava (slika 15.).
In the north-east, the evaporative fraction is high which is an indication of a larger water content in the system.
Na sjeveroistoku poluotoka vrijednosti evaporativne frakcije su vrlo visoke što upućuje na veću količinu vode u sustavu.
It also suggests that a larger portion of the available energy is spent on the ET process (more than 80 % at some locations).
Također sugeriraju da se veći udio dostupne energije utroši na proces ET (mjestimice i više od 80 %) dok se u zapadnom i južnom dijelu poluotoka dostupna energija uglavnom utroši na zagrijavanje površine (niže vrijednosti evaporativne frakcije).
In the
Poznavanjem dnevnog neto zračenja i evaporativne frakcije,
Instantaneous sensible heat flux (5 August 1998)
Trenutačni tok osjetilne topline (5.8.1998.)
Instantaneous latent heat flux (5 August 1998)
Trenutačni tok latentne topline (5.8.1998.)
west and south of Istria, more available energy is spent on heating up the surface (lower evaporative fraction values).
prema jednadžbi (19) procijenjena je i efektivna dnevna ET (slika 16.).
Knowing the daily net evapotranspiration and evaporative fraction, the actual daily ET is estimated using the equation (19) (Figure 16).
Najniže vrijednosti efektivne dnevne ET dobivene su za sušnije dijelove analiziranog područja gdje je i dostupnost vode manja nego u preostalom dijelu poluotoka.
Extremely high ET values (in comparison with other pixels) detected in a narrow coastal zone (> 8 mm/day), especially in the east, are not an indicator of a high ET but a consequence of a very coarse spatial resolution of the satellite image.
Vrlo visoke vrijednosti evapotranspiracije (u odnosu na okolne piksele) zabilježene u uskom obalnom pojasu (> 8 mm/ dan), posebno na istočnoj obali, ishod su primjene satelitske snimke vrlo krupne prostorne rezolucije.
The ET depends on numerous factors, one of them being the surface temperature (Figure 17).
ET ovisi o čitavom nizu faktora, a jedan od najutjecajnijih je temperatura površine (slika 17.).
Higher surface temperature is an indicator of a smaller soil moisture content and, hence, of a smaller ET.
Viša površinska temperatura upućuje na manju količinu vlage u tlu, a time i na manju ET.
The resulting differences between the referent and actual ET are expected, because of different reflective characteristics of the water and vegetation.
Razlike između tako određene referentne i efektivne ET su očekivane u prvom redu zbog različitih reflektivnih karakteristika vode i vegetacije.
Evaporative fraction (5th August 1998)
Evaporativna frakcija (5.8.1998.)
Actual daily evapotranspiration (5 August 1998): a) on a continuous values domain; b) classified into value classes
Efektivna dnevna evapotranspiracija (5.8.1998.): a) prikaz na kontinuiranoj vrijednosnoj domeni; b) klasificirana u vrijednosne razrede
Actual daily evapotranspiration and measured evaporation (5th August 1998) Station
Efektivna dnevna evapotranspiracija i izmjereno isparavanje na meteorološkim postajama (5.8.1998.)
[mm/day]
[mm/dan]
Relationship between actual daily evapotranspiration and surface temperature
Odnos efektivne dnevne evapotranspiracije i temperature površine
where Rn is the net radiation [MJ/m2day], G is the soil heat flux [MJ/m2day], g is the psychrometric constant [kPa/°C], and T is the air temperature [°C].
gdje je Rn neto tok zračenja [MJ/m2dan], G toplinski tok tla [MJ/m2dan], g je psihrometrijska konstanta [kPa/°C], a T temperatura zraka [°C].
Parameters es and ea are the maximum and actual vapour pressures, respectfully [kPa], u2 is the wind velocity at 2 m above the ground [m/s], while Δ represents the slope of the saturation vapour pressure temperature relationship [kPa/°C].
Veličine es i ea su maksimalan i stvaran tlak vodene pare [kPa], u2 je brzina vjetra na visini 2 m iznad površine [m/s] dok je Δ nagib krivulje tlaka vodene pare [kPa/°C].
Since the FAO-56 Penman-Monteith method is also based on the energy balance approach, the actual daily ET is compared with estimated referent ET values at the discrete locations of the gauging stations (Table 3).
Proračun referentne evapotranspiracije po metodi FAO-56 Penman-Monteith također se bazira na energetskoj bilanci te je za svaku postaju očitana efektivna dnevna ET, a očitane su vrijednosti uspoređene s referentnom ET (tablica 3).
Differences between referent and actual daily ET are significant.
Razlike između referentne i efektivne dnevne ET su značajne.
The greatest differences have been recorded at the stations of Labin (33,3 %) and Pazin (25,3 %), both located at higher altitudes, in areas with a well developed relief.
Najveća je razlika zabilježena na postajama Labin (33,3 %) i Pazin (25,3 %) koje su locirane na višim nadmorskim visinama i u područjima razvedenijeg reljefa.
Differences are the smallest at stations Cres and Pula airport (9,6 %) and Ćepić (10,1 %), which are located in a more monotonous relief.
Najmanje su razlike na postajama Cres i Pula - aerodrom (9,6 %) te na postaji Ćepić (10,1 %), sve tri u području slabije razvijenog reljefa.