利用小型蒸发器观测水面蒸发量的几个问题

本文利用广州蒸发实验站的水面蒸发量和气象要素的观测资料,计算了小型蒸发器的折算系数及其变异系数等;得出小型蒸发器与标准蒸发器月蒸发量的回归方程,以及计算水面蒸发量的经验公式。对上述观测和计算方法的结果进行了比较。并就气象台站的水面蒸发观测工作提出了建议。     

φ80cm套盆式蒸发器折算系数简析

一、引言 笔者曾对小型蒸发器与E-601型蒸发器的蒸发量折算系数作了简要分析,现再对φ80cm套盆式蒸发器与E-601型蒸发器的蒸发量折算系数作一分析。以便将原有的套盆式蒸发器所测得的水面蒸发量换算成E-601型蒸发器的水面蒸发量,以延长E-601型蒸发器的资料系列。 水文部门自60年代起逐步改用E-601型蒸发     

车尔臣河流域水面蒸发折算系数分析

根据车尔臣河流域且末水文站1991-2004年间,20cm口径小型蒸发器与E601型蒸发器同期观测资料,估算了20cm小型蒸发器对E601型蒸发器的蒸发折算系数,分析了其变化特征,并将其与库尔勒市及我国新蒙区年水面蒸发折算系数进行了对比.结果表明,车尔臣河流域冻结期(10月一次年3月)的水面蒸发虽然微弱,但不能忽略,水面蒸发折算系数在非冻结期呈先增后减趋势,年际变化较小.该结果可供车尔臣河流域水量平衡研究、水资源评价、生态需水计算时参考.     

E601型蒸发器

蒸发是水分循环的主要组成部分之一。蒸发资料对于农田水利建设、盐业生产尤其是对水库的设计与管理是十分重要的。解放后,我国气象台站一直采用20厘米口径蒸发器(简称小型蒸发器)的记录,作为蒸发的正式资料。小型蒸发器的蒸发量折算到大水面蒸发具有一定参考价值,同时观测使用也较方便。但是小型蒸发器由于水的容量少且暴露在地面以上,故记录的代表性和稳定性都较差。例如小型蒸发器的月蒸发总量有时要比大水面蒸发量偏大一倍以上。据了解世界上除少数国家(如新加坡等)采用20厘     

小型蒸发器与E-601型蒸发器的对比观测分析

目前我国大多数台站都是使用20厘米口径的小型蒸发器测量水面蒸发。一般都认为用小型蒸发器测得的蒸发量比实际水面的蒸发量要大。由于实际水面蒸发很难测量,小型蒸发器测值偏大多少,还没有可靠的数据。从E-601型蒸发器(口面积3000平方厘米)的构造、安置等观察,可能比较接近于实际水面蒸发。我站观测场装有小型和E-601型两套蒸发器,相距10米左右。经过1979—1982年四年的对比观测,发现两者的蒸发量相差悬殊。四年的平均年蒸发量小型的为1413.6毫米而大型的为868.0毫米,小型蒸发量比大型偏大63％(见表1)。 但是,从各年各月的偏大值来看,在不同的年分和月分,它的偏大值又没有一定的规律(参阅附图)。     

蒙自地区蒸发折算系数分析

利用始于1953年的蒙自气候站小型蒸发器和始于1986年的E-601B型蒸发器蒸发量观测资料,计算两种蒸发器蒸发量的折算系数,并与相关分析及线性拟合的结果进行对比分析。结果表明：蒙自站小型蒸发器与E-601B型蒸发器蒸发量的时程分配基本一致,两者之间具有较好的相关关系,线性拟合的线性系数与折算系数较为一致,且检验结果较为接近,推算出该地区两种仪器年蒸发量的折算系数为0.65。研究结果可用于本地区的气候评价、水量平衡分析、水资源调查等。     

蒙自地区蒸发折算系数分析

利用始于1953年的蒙自气候站小型蒸发器和始于1986年的E-601B型蒸发器蒸发量观测资料,计算两种蒸发器蒸发量折算系数,并与相关分析及线性拟合的结果进行对比分析。结果表明：蒙自站小型蒸发器与E-601B型蒸发器蒸发量的时程分配基本一致,两者之间具有较好的相关关系,线性拟合的线性系数与折算系数较为一致,且检验结果较为接近,推算出该地区两种仪器年蒸发量的折算系数为0.65。研究结果可用于本区气候评价、水量平衡分析和水资源调查等。     

E 601B型蒸发器与小型蒸发器测值对比分析

通过塔城国家基准站1985-2001年非冰期（4-10月）E-601B型与小型蒸发器逐月蒸发量对比观测数据及塔城水文站2009-2011年3年冰期（11月至次年3月）冰面蒸发对比观测数据,应用比值法和多元线性回归方法,计算了两种蒸发量之间的折算系数.结果表明：小型蒸发器蒸发量与E-601B型蒸发器蒸发量存在很好的线性相关关系,相关系数非冰期为0.877,冰期为0.924;折算系数非冰期为0.596,冰期为0.349,为有效利用长序列、单站点小型蒸发器观测资料提供了依据.     

小型蒸发器折算系数的气候学估算

有人提出,将小型蒸发器蒸发量订正为E601型蒸发器蒸发量时,以比值法为宜。其订正公式为 E601=月·E小 (1)式中,E601为E601蒸发器的蒸发量;E小为20cm口径蒸发器的蒸发量;R为折算系数,     

小型蒸发器蒸发量的改正

口径20cm的小型蒸发器是我国气象台站普遍采用的仪器。由于蒸发器内水的吸附作用,器壁四周水面附近一定高度内存在着一个浸润圈,加大了器内水体的蒸发面,增加水面蒸发量。因此小型蒸发器所测得的蒸发量不是蒸发器内自由水面的蒸发量,而是器壁耗水量与器内自由水面蒸发量的总和。 为了求得器内自由水面的蒸发量,应对器测蒸发量作扣除器壁耗水量的改正。现在我们假设小型蒸发器的器壁浸润高度为h,则     

广东省年蒸发量的时空演变特征

利用广东省86个气象站点1961—2003年的地面气象观测数据,采用经验正交函数分解（EOF）和相关分析法,分析了广东省年蒸发皿蒸发量和实际蒸发量的时空变化。结果表明,粤东沿海、珠三角和粤西南等沿海地区是广东省年蒸发皿蒸发量的主要气候变异中心,广东省沿海年蒸发皿蒸发量具有以年代际变化为主的特征,并且在43 a内总体上呈下降趋势,广东省沿海地区与粤东、粤中地区年蒸发皿蒸发量气候变化趋势的差异,可能是由于饱和差、近地面风速在两个区域的气候变化变幅不同所致。在影响蒸发皿蒸发量的因子中,太阳辐射与蒸发皿蒸发量的相关性最好,呈显著的正相关。对实际蒸发量而言,在全省范围内均表现为以年际变化为主的特征,太阳辐射对广东省年实际蒸发量的影响最为显著,广东省年实际蒸发量一般都占蒸发皿蒸发量的50%左右,并且比值总体上呈现微弱的由沿海地区向粤东、粤中地区递增的趋势。研究结果可为今后探讨广东省水资源异常和旱涝气候灾害的成因提供依据。     

甘肃民勤小型与E-601型蒸发皿蒸发量折算系数分析

利用民勤国家基准气候站1992~2001年5~9月各月小型与E-601型2种蒸发皿蒸发量的同步对比观测资料,通过对比分析、相关分析、离差分析方法以及气候估算值分析得出:(1)各月小型与E-601型2种蒸发的折算系数在0.504~0.601之间,平均折算系数为0.574;各年2种蒸发的折算系数在0.529~0.608之间,平均折算系数为0.574;(2)2种蒸发量5~9月的月、年平均折算系数相同,2种月蒸发量的平均相关系数为0.952,相关性很好,但2种蒸发的年平均相关系数为0.330,相关性很不理想,因此利用按月计算的折算系数来换算2种蒸发量更为合理;(3)小型蒸发量的离差系数大于E-601型蒸发量,小型蒸发量的离散程度比E-601型蒸发量大。由于E-601型蒸发量只有5~9月有观测资料,在考虑民勤站小型蒸发与E-601型蒸发资料互相换算时,首先考虑将E-601型蒸发量换算为小型蒸发量来利用,为有效利用民勤长序列小型蒸发量资料做了很好的衔接。     

小型蒸发器对E-601B蒸发器的折算系数

为了便于将过去40多年的小型蒸发器观测资料与E-601B蒸发器观测资料衔接使用，对全国618个基准和基本站直径20 cm小型蒸发器与E-601B蒸发器3年平行对比观测结果进行了统计，按省（市）给出了这两种仪器的月、年平均折算系数值及年折算系数的全国分布图，并给出了相应的标准差和相对标准差。     

湘江流域蒸发皿蒸发量的变化趋势及原因分析

利用1960-2006年湘江流域内44个气象观测站蒸发皿观测资料,采用气候倾向率、相关系数分析法,以及反距离权重插值来分析湘江流域蒸发皿蒸发量的时空变化特征及其影响因子。结果表明：湘江流域年蒸发皿蒸发量在47年间以21.29 mm/10a速率显著减少,通过了90%信度检验;且有75%的站点蒸发皿蒸发量下降趋势显著。从季节变化来看,蒸发皿蒸发量的下降趋势主要在夏季,以15.58 mm /10a的速率显著下降,并通过了99%信度检验。从空间分布来看,湘江流域蒸发皿蒸发量自西南向东北逐渐减少,且下游地区减少趋势最显著。流域饱和差的减小及风速的显著下降导致大部分站点蒸发皿蒸发量呈下降趋势。     

中国北方近45年蒸发变化的特征及与环境的关系

对整个中国北方及东北、华北、西北区东部和西北区西部四个子区域蒸发皿蒸发时间序列的分析发现,近45年(1960—2004年)中国北方蒸发皿蒸发的下降趋势明显,并且在空间上从东北向西北的下降趋势逐渐增大。同时结合降水、相对湿度、日较差及日照等环境因子对过去45年的变化特征及与蒸发皿蒸发之间的关系进行了分析,结果表明:在中国北方,无论是在半湿润的东北区还是干旱的西北区,气温日较差和风速都是影响蒸发皿蒸发的最重要的因子,这可能是导致蒸发皿蒸发下降的主要原因;而降水、相对湿度、日照等的作用也不可忽视。     

朔州市近50a蒸发量变化特征及影响因子分析

利用朔州市气象观测站1956～2005年小型蒸发皿蒸发量及温度、日照、风速、湿度等资料,初步分析了朔州市蒸发量的年、月、季的变化特征,趋势及引起蒸发量变化的因子.结果表明:朔州市年、季和月蒸发量均存在明显的下降趋势,偏少趋势主要表现在春、夏2季,其中5月偏少趋势最明显;影响蒸发量变化的因子主要是温度日较差、日照、风速、湿度等,蒸发量与日照时数、平均风速、气温日较差呈显著正相关,与相对湿度、水汽压呈显著负相关,说明它们是造成蒸发量减少的重要因子.     

中国夏季风影响过渡区与其他地区蒸发皿蒸发量趋势相反的原因

夏季风影响过渡区是天气和气候的敏感区,随着全球和区域的变暖,该区域特殊的气候环境响应引起人们重点关注。以南昌、定西、乌鲁木齐作为夏季风影响区、夏季风影响过渡区以及非夏季风影响区的代表站,通过对比中国夏季风影响过渡区和其他地区50年来温度、日照时数、相对湿度、降水量、低云量、风速的变化趋势,以及分析各气象因子单独变化对蒸发皿蒸发量的影响,发现在夏季风影响过渡区各个气象因子的变化均使蒸发皿蒸发量增加,而在其他地区,只有温度变化会使蒸发皿蒸发量增加,其他各因子的变化均会造成蒸发皿蒸发量的下降。贡献度更直观的反映各气象因子对不同地区蒸发皿蒸发的作用。结果表明温度变化对夏季风影响过渡区蒸发皿蒸发变率的贡献最大,贡献度为48.93%。风速变化对夏季风影响区蒸发皿蒸发变率的贡献最大,贡献度为51.54%。降水变化对非夏季风影响区蒸发皿蒸发变率的贡献最大,贡献度为58.57%。此外,低云量的变化对夏季风影响过渡区、夏季风影响区和非夏季风影响区的贡献均达到20%以上。因此,不同地区影响蒸发皿蒸发的最主要的因子是不同的,但低云量对任何地区蒸发皿蒸发的影响都非常重要。     

1971-2010年黑龙江省蒸发量气候变化特征

利用1971-2010年黑龙江省63个气象站地面气象观测数据,应用气候趋势系数、气候倾向率等方法分析黑龙江省蒸发皿蒸发量和实际蒸发量的时空演变特征。结果表明：近40 a来,黑龙江省蒸发皿蒸发量总体呈下降趋势,气候倾向率达-62.7 mm/10 a,春季和夏季下降显著。从空间分布看,全省蒸发皿蒸发量呈下降趋势,但局部地区与气候变化趋势并不完全同步。在影响蒸发皿蒸发量的气象因子中,风速和气温日较差是影响其下降的关键因素。黑龙江省大部分地区年实际蒸发量占蒸发皿蒸发量的30 %,实际蒸发量呈微弱上升趋势,但不显著。实际蒸发量与降水、日照时数和气温日较差显著相关,日较差是影响其变化的首要原因。     

阿勒泰地区暖季蒸发变化特征及与气象因子的关系

用新疆阿勒泰地区7个气象站1964～2001年暖季(5～9月)20 cm口径蒸发皿蒸发量资料,运用线性趋势法、相关法分析发现,就整个地区平均而言,暖季蒸发皿蒸发量呈较明显的下降趋势;在区域内富蕴站呈显著上升趋势,吉木乃和布尔津站变化不显著,与全区不同步.完全相关系数法分析表明,整个地区平均而言,低云量、平均风速、气温日较差与蒸发皿蒸发量有显著的相关性,是影响蒸发量的主要因子,但各站有所不同.低云量及气溶胶等污染物的增加导致太阳辐射量减少,而引起气温日较差减少,最终导致蒸发量减少;平均风速减小则主要与全球变暖背景下亚洲冬季风和夏季风减弱导致我国平均风速减小有关.     

石羊河流域1960～2009年参考蒸散量与蒸发皿蒸发量变化特征

以石羊河流域5个气象站点1960～2009年逐日气象资料为基础,从估算模型和统计角度计算分析了该流域参考蒸散量及蒸发皿蒸发量的变化趋势和变化原因。结果表明：过去50 a石羊河流域蒸散发呈增加趋势,个别站点达极显著水平（p＜0．01）,1960～2009年和1970～2009年不同时段的选择对分析结果有一定的影响。估算模型理论分析认为桑斯威特法计算的参考蒸散量变率主要由气温决定,蒸发皿蒸发量和彭曼蒙蒂斯公式计算的参考蒸散量变化则是辐射、气温、风速及空气饱和差共同作用的结果,而相关分析和突变检验的分析结果验证了上述结论,并得出过去50 a石羊河流域蒸发皿蒸发量和彭曼蒙蒂斯公式计算的参考蒸散量变化的主要决定因素是空气饱和差。