Výpar je fyzikálny proces transformácie kvapalného alebo plynného skupenstva vody do skupenstva plynného. Výpar je komplexným procesom, ktorý zahŕňa javy prenosu hmoty (vody) a prenosu tepla. Dochádza pri ňom k vyparovaniu vody a zároveň k spotrebe energie (tepla). Závisí od fyzikálnych a chemických vlastností povrchov, z ktorých výpar prebieha a rovnako od vlastností vzduchu, ktorý vodnú paru prijíma. Prakticky môžu nastať tri prípady, a to: i) ak vyparujúci povrch opúšťa viac molekúl, než do neho vstupuje, vtedy hovoríme o výpare (povrch sa ochladzuje o skupenské teplo vyparovania); ii) ak počet molekúl, ktoré povrch opustili a tých, ktoré doň vstúpili je rovnaký, ide o zastavenie výparu, rovnovážny stav; iii) ak počet molekúl prichádzajúcich zo vzduchu na vyparujúci sa povrch, hovoríme o kondenzácii (povrch sa ohrieva). Schematické znázornenie spomínaného je znázornené na Obr. 1.

Obr. 1 Fyzikálna podstata výparu

V meteorologickom a klimatologickom zmysle pojmom výpar = evaporácia rozumieme meteorologický prvok vyjadrujúci množstvo vody, ktoré sa vyparí do ovzdušia z voľnej vodnej hladiny, povrchu pôdy alebo rastlinstva za určitú dobu. Evaporácia je veľmi široký pojem, preto sa v meteorológii a bioklimatológii rozlišujú presnejšie vymedzené pojmy.

Z faktorov, ktoré na výpar pôsobia patria medzi najdôležitejšie teplota vyparujúceho povrchu, vlhkosť vzduchu, rýchlosť prúdenia vzduchu, tlak vzduchu, obsah látok rozpustených vo vode.

Podľa zásob vody rozlišujeme:

Výpar potenciálny (výparnosť, E₀) – je výpar maximálne možný za predpokladu dostatočného množstva vody na výpar. Vyjadruje schopnosť ovzdušia odoberať vodu z vodnej hladiny, z povrchu pôdy, povrchu rastlín a pod., ktoré majú dostatok vody. Stanovuje sa buď pomocou empirických vzťahov alebo sa meria výparomermi, ktoré majú stále dostatok vody, tzn. že voda je neustále dopĺňaná. Výpar potenciálny je väčšinou väčší, než výpar skutočný, nad rozsiahlymi vodnými plochami je prakticky zhodný so skutočným výparom.

Výpar aktuálny (skutočný, E) – množstvo vody, ktoré sa skutočne vyparí z pôdneho povrchu, voľnej vodnej hladiny, rastlinstva a ďalších vlhkých povrchov do ovzdušia. Je to výpar prebiehajúci v reálnych prírodných podmienkach. Vo veľkej miere závisí od množstva vody, ktoré je na danom mieste alebo krajine k dispozícii, a preto sa spravidla líši od potenciálneho výparu. Skutočný výpar je ťažko merateľný a väčšinou sa stanovuje výpočtom z iných ľahšie merateľných veličín.

Podľa vyparujúceho povrchu rozlišujeme (Obr. 2):

Výpar fyzikálny – evaporácia – výpar z rôznych vlhkých povrchov, tj. z vodnej hladiny, z pôdy, snehovej pokrývky a ľadu, zvlhčeného povrchu rastlín a pod. do ovzdušia. Je podmienený len fyzikálnymi vlastnosťami uvedených povrchov a meteorologickými faktormi. Závisí teda nielen na miera nasýtenia povrchu vodou, na jeho teplote, farbe, drsnosti a pod., ale aj na vlhkosti vzduchu, rýchlosti vetra a tlaku vzduchu. Z hľadiska biologického je označovaný ako výpar neproduktívny, pretože nie je v priamej súvislosti s produkciou rastlinnej hmoty.

Výpar fyziologický – transpirácia – výpar vody prostredníctvom rastlinných organizmov do ovzdušia vo forme vodnej pary. Je procesom fyzikálno-biologickým. Na rozdiel od evaporácie je transpirácia podmieňovaná nie len fyzikálne, ale aj fyziologickými faktormi. Pretože je v priamej súvislosti s produkciou rastlinnej hmoty, je označovaná tiež ako výpar produktívny. Do fyziologického výparu nepatrí výpar vody z atmosférických zrážok zadržaných rastlinstvom – intercepcia, ktorá je výparom fyzikálnym.

Výpar celkový – evapotranspirácia (ET) – celkový výpar z rastlín a pôdy, teda transpirácia rastlín spolu s výparom z pôdy a intercepčným výparom (výpar vody zadržanej vegetačnými povrchmi). Rozlišujeme evapotranspiráciu aktuálnu (ET) a potenciálnu (ET₀). Evapotranspirácia je ovplyvňovaná mnohými vnútornými (druh rastliny, anatomická stavba, olistenie, vek a iné) a vonkajších činiteľov (počasie, vlhkosť pôdy, veľkosť vyparujúceho povrchu atď.). Ak je zásoba vody dostatočná, je ovplyvňovaná predovšetkým vonkajšími činiteľmi, v období s deficitom vody – v suchom období, je limitovaná skôr vnútornými činiteľmi. V dennom chode sa maximálne hodnoty ET vyskytujú v poludňajších hodinách (12 – 14 hod.).

Potenciálna evapotranspirácia (ET₀) predstavuje teda celkové množstvo vody, ktoré sa môže vypariť z pôdy a vegetačného krytu v podmienkach pôdy nasýtenej vodou a za daných meteorologických podmienok (maximálne možná hodnota ET).

Aktuálna evapotranspirácia (ET) predstavuje celkové množstvo vody vyparené z pôdy a vegetačného krytu v podmienkach skutočnej (aktuálnej) pôdnej vlhkosti za daných meteorologických podmienok.

Pojem relatívna evapotranspirácia (ET/ET₀) vyjadruje pomer aktuálnej a potenciálnej evapotranspirácie.

Obr. 2 Rozlíšenie výparu

mCharakteristikou výparu je jeho rýchlosť alebo intenzita, to znamená množstvo (g) vyparenej vody na jednotku času (s) z jednotky plochy (cm²) alebo sa vyjadruje tiež v mm.s^-1.

Evapotranspirácia ako súčasť vodnej bilancie lesného ekosystému

Vodná bilancia lesného ekosystému sa vyjadruje kvantitatívnym stavom vodného režimu za určité obdobie. Je výsledkom vzájomného vzťahu príjmových a výdajových zložiek vodnej bilancie. Evapotranspirácia, respektíve transpirácia tvorí najvýznamnejšiu výdajovú (zápornú) zložku vodnej bilancie. Medzi základné ukazovatele vodnej bilancie územia patria:

Relatívny výpar: E/E₀

Klimatický ukazovateľ zavlaženia: ET₀ – P (potenciálna evapotranspirácia – zrážky). Tento ukazovateľ hovorí o tom, či má daná oblasť dostatok vlahy na výpar (záporné hodnoty)  alebo nie (kladné hodnoty).

Vodná bilancia územia sa dá vyjadriť rovnicou:

kde P sú zrážky, ΔW sú zmeny zásoby vody v rastlinách a v pôde, ET je evapotranspirácia a O je odtok a priesak vody. Z toho môžeme vyvodiť vzťah pre vyjadrenie evapotranspirácie nasledovne:

 

Pre územie Slovenska platí, že sa vyparia priemerne asi dve tretiny ročného úhrnu zrážok a tretina vody odtečie. Priemerný ročný úhrn zrážok je cca 753 mm, pričom sa vyparí približne 492 mm a 261 mm je odtok. Vzhľadom na pestrú morfologickú skladbu nášho územia, je pestré aj rozdelenie evapotranspirácie, pričom z južného Slovenska sa vyparí až 95% zrážok a z horských oblastí len asi 30% ročného úhrnu zrážok (Novák 2001).

Obr. 3 Znázornenie pohybu vody v lesnom ekosystéme