应用贝拉尼平板蒸发表估算可能蒸散量

1.引言蒸发表是一种测量水分从湿润多孔表面散失的仪器.贝拉尼平板蒸发表是蒸发表中的一种.它的蒸发表面是特别烧制的陶瓷板.水分通过陶瓷孔蒸发.陶瓷板固定在涂釉的陶瓷漏斗的顶部.水从盛水容器进入漏斗.因为陶瓷孔很容易被水中杂质阻塞,因此,测量用水要用蒸馏水.蒸发表需要的水量比A级蒸发器少得多,而且没有蒸发器测量的溅水问题.价格便宜、使用方便也是它的优点.但是,蒸发水分的暴露面的标准化     

美国X-3型蒸发器

蒸发是水文学和气候学的观测要素之一。通常用蒸发器测量蒸发。用蒸发器测量蒸发有一个缺点,这就是器的底部和侧面传热,从而使水体的能量增加或减少。对于湖泊和池塘,这一影响可以忽略不计,但对蒸发器,这一影响却是很显著的。为了克服这个缺点,美国设计了X-3型蒸发器。这种蒸发器由玻璃纤维制成,直径2英     

脉冲降雨—蒸发对土壤湿度影响的动力机制分析

土壤湿度直接作用于植被的呼吸、蒸腾和各种化学反应,是生态气象学的重要的环境因素。降雨和蒸发作为土壤湿度的两个重要扰动因子,对其进行定性的理论分析及定量的数值分析具有重要意义,尤其在半干旱和干旱地区。蒸发对土壤湿度具有持续的耗散作用,可以视为连续的,而降雨作为湿度补充作用具有脉冲效应。为阐释降雨和蒸发对土壤湿度的影响,该文通过建立脉冲降雨—蒸发对土壤湿度响应模型,并对其进行定性分析,得到此微分方程系统的周期解的充分条件。在此基础上,通过Forcal对方程参数拟合,并以Maple作为数值分析工具,对此系统进行数值模拟。     

脉冲降雨—蒸发对土壤湿度影响的动力机制分析

土壤湿度直接作用于植被的呼吸、蒸腾和各种化学反应, 是生态气象学的重要的环境因素。降雨和蒸发作为土壤湿度的两个重要扰动因子, 对其进行定性的理论分析及定量的数值分析具有重要意义, 尤其在半干旱和干旱地区。蒸发对土壤湿度具有持续的耗散作用, 可以视为连续的, 而降雨作为湿度补充作用具有脉冲效应。为阐释降雨和蒸发对土壤湿度的影响, 该文通过建立脉冲降雨—蒸发对土壤湿度响应模型, 并对其进行定性分析, 得到此微分方程系统的周期解的充分条件。在此基础上, 通过Forcal对方程参数拟合, 并以Maple作为数值分析工具, 对此系统进行数值模拟。      

广西自然蒸发量及应用

彭门首先(1948年)提出了蒸发力的概念。随后国内外许多学者,由于研究的对象与所处理的下垫面有差异,而出现不同的理解和定义。水文工作者把较大水体自由水面的蒸发叫蒸发力。土壤工作者把充分湿润土壤的蒸发叫蒸发力。而农业气象工作者将水分充分供应条件下的土壤蒸发及植被蒸腾之和叫作蒸发力。这些定义虽有差别,但可以找到它们的共同点,就是都以水分充分供应为前提条件的。这就是说,当下垫面水分充     

基于MODIS数据的甘肃主要水库水体面积变化特征

掌握甘肃主要水库的水体面积变化规律,对"甘肃省国家生态安全屏障综合试验区"建设具有重要参考意义。基于2000—2014年MODIS的8 d合成地表反射率产品MOD09资料,利用WI1水体指数,对甘肃四大水库双塔、昌马、红崖山和刘家峡的水体面积进行监测,并与兰州区域气候中心实时接收的卫星资料目视解译结果进行对比、建立相关关系,进而对上述水库水体面积变化状况进行研究。结果表明:甘肃四大水库8 d合成产品MOD09反演的水体与卫星实时资料目视解译结果均具有很好的相关性,且变化趋势较一致,MOD09产品反演结果能够反映水体实时变化状况,可用于水库水体面积的变化特征研究。近10 a多,甘肃四大水库水体面积表现出春季或秋季较大、夏季最小的年内分布特征,各水库水体面积的年际变化趋势较复杂,疏勒河上的昌马和双塔水库春、夏、秋三季水体面积的年际变化趋势不明显,而红崖山和刘家峡水库水体面积均呈波动增加趋势,这对甘肃中西部农业灌溉极为有利。     

绿洲效应的模拟及内外因子的敏感性实验

利用一个已发展的陆面物理过程参数化方案与大气边界层数值模式耦合,模拟了半干旱区绿洲戈壁非均匀下垫面的陆面物理过程及其与大气边界层的相互作用,成功地描绘了绿洲戈壁局地气候效应,并进行了绿洲戈壁局地气候效应对于降水、绿洲水平尺度和植被结构等若干内外因子的敏感性实验.结果表明:绿洲的最小临界尺度为5～10 km之间,最大临界尺度为55～65 km之间,而最利于绿洲维持的尺度范围为20 km左右,这一结论与我国西部地区现存的绿洲尺度统计结果十分一致;绿洲植被覆盖率为0.6左右时,最利于绿洲发展.另外对植被空间分布方式和绿洲植被组成比例上也进行了数值实验,并对影响绿洲生存和持续发展的内、外因子气候效应的影响力量级进行了分级.这些结果对于深入了解绿洲气候的形成和维持机理具有重要的意义.     

植被覆盖异常变化影响陆面状况的数值模拟

利用NCAR最新的公用陆面模式CLM3．0，通过数值模拟初步研究了植被叶面积指数（LAI，leafareaindex）异常变化对陆面状况的可能影响，结果表明，植被LAI的异常变化能够引起地表能量平衡、地表水循环等陆面状况的异常。（1）植被LAI的异常变化主要影响太阳辐射在植被与地表之间的分配，以及地表的感热、潜热通量。植被LAI增大，能够引起植被吸收的太阳辐射增加，而到达土壤表面的太阳辐射减小，并导致植被的蒸发、蒸腾潜热通量增加，造成地表的蒸发潜热和感热通量不同程度的减小。（2）植被LAI增大时，植被对降水的拦截和植被叶面的蒸发增大，植被的蒸腾作用也明显增强；植被LAI增加会使得热带地区各个季节的土壤表面蒸发、地表径流减小，而土壤湿度有所增加；LAI增加造成中高纬度地区土壤蒸发的减少主要出现在夏季；LAI增加还能够引起中高纬地区冬、春积雪深度不同程度的增加，造成春末、夏初地表径流的增加。（3）植被LAI增加能够使得叶面和土壤温度有所下降，但植被LAI的变化对叶面、土壤温度的影响相对较小。     

中国不同干湿区蒸发皿蒸发和实际蒸发之间关系的研究

利用降水量将中国划分为干旱、半干旱、湿润和半湿润4个区域,开展不同区域中蒸发皿蒸发和多个模式模拟的实际蒸发的集成结果对比研究,探讨和分析在不同干湿背景下蒸发皿蒸发和利用观测的气象数据驱动的陆面过程模型模拟的实际蒸发之间的关系,并对导致这种关系的原因进行了分析,表明结果:(1)实际蒸发在中国整体上表现为下降趋势,这与湿润和半湿润区的变化趋势一致,而在干旱和半干旱区,实际蒸发表现为上升的变化趋势;(2)对比不同干湿区域的结果发现,在干旱和半干旱区,蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相反的变化趋势,在半湿润和湿润区,蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相同的变化趋势,在中国整体上蒸发皿蒸发和实际蒸发在总体上也具有一致的变化趋势;(3)单站分析的结果表明,中国东南大部分站点蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相同的变化趋势,而在西北地区大部分站点两者之间是相反的关系,这与区域平均的结果是一致的;(4)蒸发皿蒸发和实际蒸发之间在各个地区存在不同的关系主要是由于不同的干湿背景下实际蒸发变化的主要制约因子不同造成的。     

估算自然蒸发的一种方法

自然蒸发是地球表面水分平衡的重要组成部分,它返回到大气中去的水分,平均约占年降水量的75％。由此可见,研究自然蒸发对于了解水分平衡、作物生理需水状况以及农田排灌等问题,是具有重要的实践意义的。 决定自然蒸发量的因素,不仅有降水、温度、湿度、风等气象要素,而且还有下垫面性质,如地形、植被、土壤性质等,所以这是一个     

基于卫星遥感的40年洪湖水面变化及 驱动力分析

为了定量分析气候变化、人类活动对洪湖的影响,利用20世纪70年代以来的多期Landsat/MSS、TM、ETM+及HJ-CCD卫星数据,提取洪湖主体湖面的水体面积。采用相关分析方法分析洪湖水体面积与降水、降水日数、蒸发等因子的相关性。结果表明,不同年份的洪湖水体面积有较大差异,40年来洪湖水体面积有下降趋势,特别是20世纪10年代中后期面积一直处于低值;洪湖水体面积受降水影响非常明显,降水日数的减少不利于洪湖蓄水;人类活动的增加导致洪湖水体面积减少;气候和人类活动对洪湖水体面积影响系数分别为0.78和0.50,表明气候变化对洪湖水体面积影响大于人类活动,但需要值得注意的是,近年来人类活动呈逐年快速上升趋势,对洪湖水面影响也逐渐加大;20世纪10年代中后期洪湖水体面积低值的主因是降水连续偏少和人类活动加剧。     

金塔绿洲解放村水库夏季晴天水文气象效应的数值模拟

利用非静力中尺度数值模式RAMS,模拟了金塔绿洲南部边缘面积约为6 km2的小水库(解放村水库)夏季晴天的水文气象效应。结果表明:金塔绿洲附近的解放村水库面积虽然很小,但水库水体具有比较明显的"暖湖"、"冷湖"和"湿岛"效应,且有明显的湖风出现。敏感性试验表明水库水体总的作用是冷却作用,最大降温幅度为2.2℃;水库水体对风场有加速作用,最大增幅为1.4 m.s-1;水库水汽的影响高度能达到650 m左右,下风岸影响的最大距离约为3 km,上风岸约为300 m。     

基于MODIS和HJ-1数据的宿鸭湖水库面积遥感监测研究

水体与植被、城市和土壤等地物在不同波段的光谱反射率的差异是利用遥感手段提取水体信息的基本原理。以宿鸭湖水库为例,在水体光谱特征分析的基础上,采用归一化植被指数（NDVI）方法提取2010年的MODIS和HJ-1遥感影像上的水体信息。首先将MODIS数据的第1和第2波段,以及HJ-1数据的第3和第4波段经过波段运算得到NDVI图像。将两种遥感图像中NDVI值为负的像元判识为水体,NDVI值为正的判识为水库周围的农田,经过计算像元数量得到水体面积信息。水体判识阈值在全年变化范围在-0．08和0．08之间。HJ-1数据具有较高的空间分辨率,水体判识的结果比MODIS数据更加精确。利用HJ—I数据水体监测结果对MODIS数据结果进行校正,使得到的监测结果同时具有较高的时间分辨率和空间分辨率。研究结果表明：利用HJ-1数据校正后的MODIS数据所测得的水域面积与实际观测得到的水库蓄水量之间的复相关系数为0．8603,显著提高了水体监测的精度,从而为大范围的水资源与水环境动态监测提供了迅速、可靠的依据。     

中国西北地区植被时空动态及其影响因子分析

利用1981-2000年NDVI数据,分析了西北地区植被变化时空特征。结果表明,西北地区植被季节性变化与气温季节性变化一致,植被分布与降水分布一致。干湿指数计算结果在半干旱区和NDVI变化有较好的对应关系,即湿润春季和夏季,陕西境内植被覆盖度有明显增加;内蒙古、甘肃、宁夏和青海低植被覆盖度区域有不同程度减少,中高植被覆盖度区域增加,说明降水对该区域植被有重要影响。新疆大部分区域均位于年降水量50 mm的极端干旱区,NDVI对这些区域由降水引起的植被覆盖度变化的反映不敏感。由此可见,西北半湿润半干旱区NDVI变化对降水反映最敏感。     

2001～2010年中国区域土地利用/覆盖变化对陆面过程影响的模拟研究

基于2001年和2010年中分辨率成像光谱仪MODIS（MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer）土地覆盖数据,利用公共陆面模式（Community Land Model, CLM）模拟真实的土地利用/覆盖变化（Land Use/Cover Change, LUCC）对地表能量平衡和水分循环过程的影响。研究表明:1）在2001～2010年,中国LUCC最明显的区域位于干旱半干旱区过渡带、半干旱半湿润区过渡带和南方地区;中国区域荒漠减少0.92%,草地减少0.01%,农田增加0.77%,森林增加2.86%,植被覆盖度整体增加。2）在2001年和2010年两种土地利用/覆盖背景下,LUCC使大部分地区感热通量增加,植被蒸腾、蒸发潜热通量增加,土壤表面蒸发潜热通量减小。3）LUCC使大部分地区地表径流减小;中国西北东部、华北和东北地区土壤湿度减小,其他地区土壤湿度增加,仅干旱半干旱过渡带上的土壤湿度发生了显著变化。4）当典型过渡带区域由荒漠变为草地后,感热通量增加1.11 W m?2,潜热通量增加0.14 W m?2;冠层蒸腾和蒸发分别增加0.039 mm d?1、0.009 mm d?1。土壤湿度平均减小0.01 m3 m?3,且随深度增加变干更明显,这是由于根系吸收了较多深层土壤水分,以满足植被显著增加的蒸腾而产生的结果。当草地变为灌木时,其能量通量和水分循环的变化与上述结果类似。     

利用HJ-1卫星数据监测山区水库资源

遥感技术能够快速、宏观地获得研究区域的数据,已成为湖泊环境动态变化监测的重要技术手段。但是对于山区的湖泊和河流而言,由于沟壑众多,河道狭窄,水体像元多为混合像元,利用现有方法提取水体遥感影像难度较大。水体与植被、城市和土壤等地物在不同波段的光谱反射率的差异是利用遥感手段提取水体信息的基本原理。本文在水体光谱特征分析的基础上,描述了HJ-1卫星数据特征及所采用的山区水体信息的遥感提取方法,并以南湾水库为例,描述了利用植被指数(NDVI)方法识别水体信息的技巧:首先将HJ-1数据的第3和第4波段经过波段运算得到NDVI图像;再将两种遥感图像中NDVI值小于0的像元判识为水体,NDVI值大于0的判识为水库周围的农田,经过计算像元数量得到水体面积信息;最后在各种专业软件的支持下,结合非监督分类的水体识别效果,将水体与其他地物类型区分开来。结果表明,利用HJ-1卫星数据可有效排除其他地物的干扰,显著提高水体监测的精度。     

半干旱区陆面模式参数对水分循环的敏感性研究

植被覆盖对陆气之间物质和能量交换过程具有极其重要的影响,但植被覆盖对于交换过程的影响因子很多,关系复杂.作者研究了各种植被因子对陆气之间水分循环的作用和相对重要性.首先通过单点NO-AH模式对吉林通榆农田下垫面2004年土壤和边界层各物理量进行模拟,并与观测结果比较和评价,肯定了单点NOAH模式模拟能力.使用这一模式进行敏感试验,将与植被有关的参数分别在其取值范围取较大与较小值,比较水分循环各物理量如土壤湿度、土壤蒸发、植被蒸腾等的变化情况.试验表明在各参数中植被气孔阻抗、根系深度、土壤湿度初值和反照率对水分循环的影响较大,而叶面积指数、粗糙度和冠层阻抗则影响较小.     

沙被生态系统水平结构成带性研究

不同空间尺度的地理单元都有成带性的表现。研究沙被生态系统的成带性,对于深化沙被生态系统空间结构规律性的认识及其保护、修复与利用具有重要意义。通过对不同沙被生态系统的实地考察和卫星影像解译发现:沙被生态系统的水平结构存在从其边缘到腹地的带状或近似于带状的规律性分布,我们称为沙被生态系统水平结构的成带性;沙被生态系统成带性主要表现在沙被表面形态的成带性和植被的成带性两个方面;沙被表面形态的成带性是植被成带性形成的基础,同时植被对沙被表面形态和稳定性具有一定的影响。     

陕西长武塬区蒸发皿蒸发量影响因子及预测

以长武农业生态试验站2007—2015年的蒸发皿蒸发量与气象因子进行灰色关联和主成分分析,研究不同时间尺度下影响蒸发皿蒸发的主要因子。结果表明:年尺度下,温度、水汽压、气压和日照时数是影响蒸发皿蒸发量的主要因子;季节尺度下,影响蒸发皿蒸发的主要因素表现为:春季受日照时数和温度的影响,夏季受温度和气压的影响,秋季和冬季受日照时数和水汽压的影响;月尺度下,温度、日照时数、气压是影响蒸发皿蒸发的重要因子。基于主成分分析方法和多元线性回归分析法建立了蒸发皿蒸发的预测公式,预测的相对误差为0.45%~90%,均方根误差为5.56 mm。     

基于长时序遥感监测的阿克苏河流域平原水库变化研究

通过水库调配、统筹兼顾生产用水和生态用水，对干旱区社会经济发展、区域环境改善及生态系统稳定意义重大。阿克苏河作为塔里木河中下游生态输水的最大补给源，其流域内的水库在维护塔里木河下游农业和生态安全稳定方面发挥着重要作用。基于EOS/MODIS卫星遥感数据，建立了长时序的水库面积遥感监测数据库，分析了2009—2020 年阿克苏河流域内的三个主要大型平原水库水域面积的动态变化，探究水库面积的年内和年际变化规律，结合人类活动和气象数据进行分析，结果表明:阿克苏河流域3 座平原水库年内面积总体呈现“前高-中低-后高”的走势，由减少趋势向增多趋势转变的时间“拐点”出现在8 月，主要与当地农业灌溉用水密切相关；同一水库月内面积变化较大，因用水需求较大，月最小面积在3—7 月变化剧烈；上游水库面积年际间逐年减少，胜利水库面积总体逐年增加；耕地面积的扩充尤其是水浇地的增加，增大了用水需求，生产用水与生态用水的竞争性用水需求加大；蒸发对平原水库有影响作用，使得水库周边局地湿度增加，局地生态改善。