灌溉对景泰灌区年潜在蒸散量的影响

基于蒸散发互补相关原理,定量分析和预测了引黄灌溉发展对甘肃景泰灌区年潜在蒸散量的影响。景泰灌区从1972年开始引黄灌溉,年蒸发皿蒸发量和潜在蒸散量随着灌溉引水消耗的增大而减小,其中空气动力学项下降的趋势非常明显,潜在蒸散量的变化主要受到风速下降和相对湿度增大的影响,与引黄灌溉有密切关系。根据互补相关平流-干旱模型分析了年潜在蒸散量随灌区耗水量的变化规律,并在假定年降水量和年潜在蒸散量中辐射项保持多年平均值的情况下,预测了不同耗水量情景下的年潜在蒸散量。     

1971—2006年珠穆朗玛峰地区蒸发皿蒸发量的变化及其影响因素

升温率略高于平均最高气温的升温率.珠峰地区日照时数和平均风速的显著下降,以及相对湿度的明显增加可能是蒸发皿蒸发量下降的主要原因.     

藏北高原蒸发皿蒸发量及其影响因素的变化特征

采用气候倾向率方法,对藏北高原1971-2006年6个气象站年、季小型蒸发皿蒸发量及其影响气候因子的变化趋势进行了分析。结果表明:近36年藏北高原年蒸发皿蒸发量各站点均呈现显著的减少趋势,平均减少61.7mm/10a(通过99%显著性检验),以夏季减幅最明显。就地域分布而言,蒸发皿蒸发量的下降主要表现在藏北高原的中西部。蒸发量减少幅度随经度的增加减小,随海拔高度的升高而加大。影响蒸发皿蒸发量的主要气候因子日照时数、平均风速呈现显著下降趋势,平均相对湿度、降水量表现为显著增加,平均气温显著升高,平均最低气温的升温速率(0.54℃/10a)明显比平均最高气温的升温速率(0.17℃/10a)大,导致气温日较差的减小(-0.37℃/10a)。藏北高原平均气温日较差和日照时数的显著减小,以及平均相对湿度的明显增加可能是蒸发皿蒸发量显著下降的主要原因,降水量的增加和平均风速的明显减小在蒸发量减少趋势中的作用也不可忽视。     

长江流域1960—2019年蒸发皿蒸发和实际蒸散发演变规律

蒸发是地表水量平衡和能量平衡联结的纽带, 研究长江流域蒸发的变化趋势对于区域水文循环变化、水资源管理至关重要。利用PenPan模型分析了1960—2019年长江流域蒸发皿蒸发量的时空演变规律及其驱动机制, 并基于最新发展的广义蒸发互补关系探究了长江流域实际蒸散发的演变特征。结果表明: ①长江流域的蒸发皿蒸发和实际蒸散发在1990年前后均存在先下降后增加的趋势。风速和辐射下降是1990年以前蒸发皿蒸发下降的主导因子, 气温升高和相对湿度下降是1990年后蒸发皿蒸发上升的主导因子。②长江流域两大主要气候区(高原气候和亚热带气候区)蒸发皿蒸发在1990年前后也存在趋势反转现象, 但时空变化特征和驱动机制差异明显。1960—1989年, 高原气候区气温和辐射是蒸发皿蒸发变化的主导因子; 亚热带气候区风速和辐射是蒸发皿蒸发下降趋势的主导因子。③ 1990—2019年, 高原气候区气温升高、风速增加和相对湿度减少是蒸发皿蒸发上升趋势的主导因素; 亚热带气候区气温升高和相对湿度降低是蒸发皿蒸发增加的主要原因。研究结果可为长江流域水循环变化和水资源配置等研究提供参考。     

黄淮海流域蒸发量的变化及其原因分析

利用研究区1956-2000年117个气象台站的小型蒸发皿观测资料,分析了黄淮海流域蒸发量的变化趋势及其可能原因。结果表明,近50年来本区蒸发量减少十分显著,其变化速率一般在-50 mm/10a,平原地区最大变化速率达到-80mm/10a以上。蒸发量下降最明显的季节是春季和夏季,其中春季减少最大区域主要在海河流域的东南部和黄河下游,而夏季的减少主要在淮河流域。造成蒸发量减少的直接气候原因可能是日照时数及太阳辐射的减少,平均风速和气温日较差的降低可能也起着重要的作用。     

Temporal variations of reference evapotranspiration and controlling factors: Implications for climatic drought in karst areas

Variations in reference evapotranspiration (ET₀) and drought characteristics play a key role in the effect of climate change on water cycle and associated ecohydrological patterns. The accurate estimation of ET₀ is still a challenge due to the lack of meteorological data and the heterogeneity of hydrological system. Although there is an increasing trend in extreme drought events with global climate change, the relationship between ET₀ and aridity index in karst areas has been poorly studied. In this study, we used the Penman–Monteith method based on a long time series of meteorological data from 1951 to 2015 to calculate ET₀ in a typical karst area, Guilin, Southwest China. The temporal variations in climate variables, ET₀ and aridity index (AI) were analyzed with the Mann–Kendall trend test and linear regression to determine the climatic characteristics, associated controlling factors of ET₀ variations, and further to estimate the relationship between ET₀ and AI. We found that the mean, maximum and minimum temperatures had increased significantly during the 65-year study period, while sunshine duration, wind speed and relative humidity exhibited significant decreasing trends. The annual ET₀ showed a significant decreasing trend at the rate of ?8.02 mm/10a. However, significant increase in air temperature should have contributed to the enhancement of ET₀, indicating an “evaporation paradox”. In comparison, AI showed a slightly declining trend of ?0.0005/a during 1951–2015. The change in sunshine duration was the major factor causing the decrease in ET₀, followed by wind speed. AI had a higher correlation with precipitation amount, indicating that the variations of AI was more dependent on precipitation, but not substantially dependent on the ET₀. Although AI was not directly related to ET₀, ET₀ had a major contribution to seasonal AI changes. The seasonal variations of ET₀ played a critical role in dryness/wetness changes to regulate water and energy supply, which can lead to seasonal droughts or water shortages in karst areas. Overall, these findings provide an important reference for the management of agricultural production and water resources, and have an important implication for drought in karst regions of China.     

典型岩溶区潜在蒸散发变化及其影响因素

蒸散发过程是联系大气过程和陆面水文过程的关键环节,对区域/流域水循环过程和水量平衡具有重要影响。岩溶区,地表生态环境脆弱,对气候变化响应敏感,蒸散发可能是联系大气、水、热交换和碳循环的关键生态水文过程。准确地估算蒸散发对于深入研究岩溶水循环响应气候变化、碳循环、生态修复等具有重要作用。本文选择典型岩溶区桂林市为研究对象,基于1951~2015年桂林市气象站逐日气象数据,采用Penman- Monterith方法计算了潜在蒸散发量,利用Mann- Kendall非参数检验法和相关性分析研究桂林市潜在蒸散发的变化趋势及其影响因素。研究结果表明,桂林市潜在蒸散发具有明显的年、年际和季节尺度变化特征。1951~2015年桂林市潜在蒸散发呈显著的减小趋势,变化速率为-8. 02 mm/10a;夏季、秋季和冬季潜在蒸散发呈下降趋势,而春季呈微弱的上升趋势;夏季潜在蒸散发的显著减小是影响年蒸散发下降的主要原因;桂林市潜在蒸散发在1967和2003年左右发生突变;通过Mann- Kendall趋势检验和相关性分析得出,桂林市平均气温、最高、最低气温呈显著的上升趋势,而风速、相对湿度、日照时数呈显著的下降趋势;日照时数是影响桂林市潜在蒸散发变化的主要因素,其次是风速。     

2001—2019年横断山区积雪时空变化及其影响因素分析

基于MOD10A2积雪产品提取横断山区积雪日数及积雪覆盖率等信息,结合横断山区129个地面气象站点的气象数据,采用趋势分析、相关分析及随机森林回归模型等方法分析了横断山区积雪时空分布特征及其影响因素。结果表明：年平均积雪覆盖率的年际变化呈不显著的下降趋势;年内变化呈“单峰”型曲线,其中3月积雪覆盖率最大,为55.04%。海拔3 000 m以上的积雪覆盖率较为稳定,海拔1 000~3 000 m之间的积雪覆盖率波动较大。受暖湿气流和地形影响,阴坡积雪覆盖率大于阳坡。横断山区积雪日数的分布具有纬度地带性,北部山区积雪分布广泛且积雪日数高,南部云贵高原积雪日数低。年均积雪日数介于55.16~79.47 d,积雪日数在28.46%的地区呈减少趋势,在21.66%的地区呈增加趋势,其中呈显著减少和显著增加的地区分别为2.65%和0.68%。中部康定市、九龙县及其周边地区减少趋势明显,北部杂多县—若尔盖县一线的高海拔山地增加趋势明显。积雪日数整体上与降水量、相对湿度呈正相关,与风速、气温和日照时数呈负相关。与降水量呈显著正相关的地区主要分布在西北部杂多县、称多县;与风速呈显著负相关的地区主要分布在西北部称多县、中部康定市;与气温呈显著负相关的地区主要分布在中部九龙县、西北部称多县;与相对湿度呈显著正相关的地区主要分布在北部杂多县—石渠县一线;与日照时数呈显著负相关的地区主要分布在东北部玛曲县、西北部称多县。积雪日数受气温和高程的影响最大,而日照时数和风速为次要因素。     

Experimental evaluation and parameterization of evaporation from soil surface

Surface evaporation is one of the main processes in the soil–atmosphere interaction. Since it is highly related to meteorological factors and soil properties, determination of evaporation rate from soil surface remains a challenge. To investigate the evaporation from unsaturated soil, a climate control apparatus has been newly developed, which has a feature of completely controlling air temperature, relative humidity and wind speed. Twelve climatic conditions are applied to three kinds of soil specimens to carry out the evaporation tests. The results show that only water content cannot allow an accurate estimation, additional variables accounting for soil texture and wind speed must be included as well. Moreover, a simple approach to parameterize evaporation is presented by the soil moisture θ of top 1-cm layer with considering the effect of soil texture and wind speed. It is found that the new approach is able to accurately estimate the evaporation from unsaturated soil.     

Estimation of climatic transition in Riyadh (Saudi Arabia) in global warming perspectives

The present exercise is a study to enquire into the recent climatic transition, if any in Riyadh, Saudi Arabia. Conventional climatic indicators such as rainfall distribution, temperature regime, relative humidity, sunshine duration, wind velocity and evaporation characteristics were examined over a period of twenty six years of available meteorological data. The analyses showed a remarkable mutual resemblance and unidirectional trend in all the temperature parameters like absolute monthly maximum, absolute monthly minimum, mean monthly maximum, mean monthly minimum and mean monthly temperatures and the mean monthly maximum and mean monthly minimum relative humidities. Similarly, the trends in sunshine duration, wind velocity and pan evaporation were also supportingly in accordance to the general trends of climatic transition. The analysis based on a smaller period climatic data shows a good deal of agreement with the trends of studies on global warming projections made by simulated models on the basis of CO₂ concentration changes in the atmosphere.     

黄河源区潜在蒸散量估算方法适用性分析

潜在蒸散量（Potential Evapotranspiration）是区域水量平衡研究的重要参数。为在资料短缺的情况下准确计算潜在蒸散量,并科学评价其简化算法的适用性。基于黄河源区11个气象站点1970—2018年气温、降水、相对湿度、风速、日照时数等逐日观测资料,以联合国粮农组织（FAO）推荐的Penman-Monteith（PM）法为参考,从年、月及空间尺度等方面分析了Priestly-Taylor（PT）法、Doorenbos-Pruitt（DP）法、Hargreaves-Samani（HS）法、Rohwer（RO）法、Thornthwaite（TH）法、Blaney-Criddle（BC）法6种简易算法的计算精度。结果表明在黄河源区HS法与PM法的平均偏差最低,仅为3.487 mm/mon,精度最高。但HS法未考虑平均相对湿度对于潜在蒸散量估算效果的影响,在气候湿润的黄河源区东南部红原县、河南县、若尔盖县、玛曲县及久治县存在精度不高的问题。因此引入平均相对湿度因子对HS法进行修正,并评价了改进后的HS法的应用效果。结果表明,引入平均相对湿度因子修正HS法后,黄河源区整体年潜在蒸散量的平均偏差由?22.008 mm/a降至6.174 mm/a;月潜在蒸散量的平均偏差由3.487 mm/mon降至1.031 mm/mon;空间尺度上,以上5县的平均偏差明显降低,平均降幅达5.33 mm/mon。表明改进后的HS法能够有效解决黄河源区东南部精度不高的问题,可以为黄河源区潜在蒸散量的简化计算提供参考。     

贡嘎山暗针叶林区森林蒸散发特征与模拟

通过对贡嘎山森林区的蒸发实验观测,利用修正的Penman-Monteith公式对地面和冷杉林蒸散进行模拟,并与水面实际观测资料进行对比。结果显示:控制该区蒸散的主导因子是太阳有效辐射、大气温度以及植被类型;对裸地、灌草、森林模拟的年内变化过程与水面蒸发的实际观测值趋势一致,分别在4月和9月出现两个明显的蒸发高峰。原始Penman公式可以用于裸露地面和短草地面的蒸发计算,然而对森林蒸散发应采用Penman-Monteith公式模拟,其模拟结果显示,在非生长季节森林蒸散发低于非森林地面,而在森林生长季节的蒸散发比非林地要高,其变化差异在±25%之间。因此修正的Penman-Monteith公式是森林地区水量平衡计算的有效工具。     

艾比湖流域1957－2013年潜在蒸散、气温、降水变化特征分析

使用1957－2013年艾比湖流域6个气象站点的平均大气压、平均气温、最高气温、最低气温、平均相对湿度、平均风速、日照百分率以及降水量资料,通过Penman-Monteith方程计算出各个站的月和年潜在蒸散量．利用线性倾向估计、累积距平法和Mann-Kendall法分析了该流域近57年的潜在蒸散量、气温及降水量变化特征．结果表明：近57年来艾比湖流域年潜在蒸散量以－25．05 mm·（10a）－1的速度呈下降趋势．近7年的平均潜在蒸散量与过去50年相比较偏少77．36 mm．年平均气温以0．33℃·（10a）－1的速度上升．近7年的平均气温比过去50年的平均气温增加了1℃．年降水量以7．97 mm·（10a）－1的速度增多．近7年的平均降水量与过去50年的平均降水量相比增多32．45 mm．     

Dynamics of willow tree (Salix matsudana) water use and its response to environmental factors in the semi-arid Hailiutu River catchment,Northwest China

Sap flow (SF)of a willow tree, meteorological variables, soil water content, and water table depth were measured during the growing period from mid-April to October, 2011 in the semi-arid Hailiutu River catchment, Northwest China. The measurements of SF showed diurnal fluctuations in sunny days and seasonal changes from 1.65 l/h in mid-April to 33 l/h in July. At hourly scale, SF is significantly correlated with net radiation, followed by air temperature, relative humidity, and wind speed. At daily scale, air temperature affects the dynamics of SF significantly. Daily SF correlates positively with net radiation and negatively with relative humidity. There is no correlation observed between daily SF and wind speed. The measurements of SF do not indicate water stress although the experimental period is dry. Correlation analysis shows that SF is strongly correlated with soil moisture and water table depth, indicating the willow tree uses both soil water and groundwater for transpiration.     

蒸散发模拟的Valiantzas方法在中国的应用

根据一种简化的Penman模型,建立了一个无需风速的参考作物蒸散发模型(Penman-Valiantzas模型),在此基础上又结合Hargreaves辐射方程建立了无需风速和日照时数的Penman-Valiantzas-Hargreaves模型.利用世界粮食组织的CLIMWAT数据库中156个气象站点多年月平均资料对此...     

寒旱区草地不对称增温现象对蒸散发的影响分析

选取1981—2020年海拉尔河流域及周边地区气象站点观测资料,结合水文数据,利用适用于植被稀疏下垫面的BTOP(Block-wise use of TOPMODEL)分布式水文模型估算区域蒸散发量,进而在不对称增温现象影响下,分析其对蒸散发的影响特征。结果表明：(1)流域内1981—2020年不对称增温现象显著,主要表现为因夜间温度升幅较大为主的昼夜不对称增温及地表温度升幅较大为主的地气不对称增温;(2)影响蒸散发的主要气象因子依次为相对湿度、风速、地气温差、地表温度和昼夜温差,且相对湿度、昼夜温差及地气温差与蒸散发量变化趋势相反,其中相对湿度及风速影响强度年际变化平稳,温度因子影响强度则逐年增强;(3)不对称增温对于流域蒸散发量的影响逐年增强,地表增温速率的增强是造成地气不对称增温的主要原因,在此影响下,区域蒸散发呈现减小趋势,故在探究蒸散发量变化原因时,温差变化不可忽视。     

水面蒸发量与各气象因素关系的通径分析

从表面看,影响水面蒸发量的气象因素有日均气温、日最高气温、日最低气温和日均风速及日均相对湿度。通径分析表明,平均气温是水面蒸发量的主要的影响因素,其它气象因素大多通过平均气温对水面蒸发量起作用。与此同时,本文根据影响水面蒸发量的最主要因素,建立了相应的多元回归模型。结果表明,该模型具有较高精度和良好可靠性。     

云南丽江旅游气候舒适度分析

利用丽江1954-2009年的月气温、降水、相对湿度、风速、日照时数等影响旅游气候舒适度的气象资料, 对其进行年际、年内变化规律分析. 在计算其温湿指数THI、风效指数K和着衣指数ICL的基础上, 构建了一个新的综合气候舒适度评价模型, 分析计算了丽江市综合旅游气候舒适度, 划分出适宜于旅游的季节分布. 结果表明: 该地3-11月均较适宜旅游, 其中最佳旅游舒适期为5-9月; 2000年以来, 气温升高、风速降低、降水量减少、湿度下降的暖干趋势, 有利于吸引更多的游客, 并增加了游客在出游期间的舒适度; 冬春季节气温的升高, 使得全年中适宜旅游的时间在增加, 对旅游业发展有促进作用.     

长江源区高寒退化湿地地表蒸散特征研究

青藏高原作为“亚洲水塔”,对东亚乃至全球大气水分循环都有非常显著的影响.高寒退化湿地是高原上生态多样性的保证,也是水汽循环和地表径流的重要源地,其地气之间水分交换不但可以反映气候变化,而且也对生态环境保护具有重要意义.以长江源区隆宝滩湿地连续一年、每10分钟一次的观测资料为基础,利用FAO Penman-Monteith方法分析了长江源区高寒退化湿地蒸散量的变化特征及其与环境因子之间的关系.结果表明：1）牧草生长期,潜在蒸散量日、月变化特征显著;实际蒸散量整体表现为冬小、夏大,夏季蒸散贡献最大.2）观测期间,蒸散量远大于降水量,水分亏损严重,局地蒸散对降水的贡献较高.3）土壤温度对蒸散发过程影响显著,尤其是表层5 cm地温与蒸散发相关性较好,土壤湿度变化表明其为蒸散发过程提供了充足的水分.4）全年变化中,气温是影响蒸散的主要因素.晴天中,高寒退化湿地实际蒸散量与辐射具有几乎相同的变化趋势,气温对蒸散量影响较小,蒸散量与相对湿度呈现显著的反相关.     

近半个世纪来中国西北地面气候变化基本特征

利用中国西北地区（新、青、甘、宁、陕及内蒙古西部地区）1960—2003年131个测站年平均气温、年降水量、年蒸发量及年平均地面风速等资料,分析了近44年中国西北地区地面气候变化基本特征。研究表明：近半个世纪来中国西北地区基本都表现为显著的增温趋势,增温速率普遍为0.2~0.9℃/10 a,大部分地区高于0.22℃/10 a的全国平均水平,与全球变暖的大背景相一致,并且在1994年还发生了一次增温突变。西风带气候区年降水量表现为小幅增加趋势,而季风带气候区表现为小幅减少趋势。近44年来西北地区水面蒸发量表现为显著的减少趋势,且在1976年左右发生了减少突变。整个西北地区平均地面风速减少、日照时数减少、平均日较差减少、相对湿度增加及平均低云量增加可能是水面蒸发量减少的重要原因。