水面蒸发量的一种气候学计算方法

用北京日射站和官厅蒸发站的辐射和蒸发资料对彭曼公式进行订正,得出修正公式 E_0=(ΔH_0+γE_α)/(Δ+γ) H_0=1/59[0.95Q_A(0.167+0.583n/N)-σT_a~4(0.32-0.26e_a~(1/2))(0.30+0.70n/N)] E_a=0.13(e_a-e_d)(1+0.77u),其中H_0是表示为蒸发量单位的辐射平衡,E_a是由风速和饱和差决定的“干燥力”。 自由水面的蒸发量E可用下式表示 E=E_0-F/L,其中F是水面向下的热通量,在升温季节为正值,在降温季节为负值。由于缺少水温梯度观测资料,F不能直接计算。本文建议,对升温或降温季节分别建立水面蒸发E倚蒸发势E_0的回归方程。得出北京地区各月蒸发量的计算公式如下 0.963 E_0-7.0 4—7月 E=0.902 E_0+26.0 9—10月 E_0 8月     

论陆面蒸发的计算

本文从蒸发E随降水的改变率E/r是剩余蒸发力E_0—E和降水r的函数,即E/r=f(E_0-E,r),而蒸发随蒸发力的改变率E/E_0是剩余水量,r—E和蒸发力E_0的函数,即E/E_0=φ(r-E,E_0)的考虑出发,利用量纲分析和微分方程理论确定了函数f和Φ的表述式,并由此得到根据蒸发力和降水计算陆面蒸发的公式。计算结果非常令人满意。     

玻璃钢蒸发器的三个改造方向

现在国内水文与气象台站正在推广玻璃钢水面蒸发器(E_(601B)),该仪器与铁制E_(601)比较,具有防冻、防腐蚀、坚固耐用等优点,但“隔热性能好”这一条会降低站际间蒸发资料的可比性.经过长期野外实验,笔者提出三个改造方向:     

1982年8月—1983年7月青藏高原地面热源强度跃变事实及其现象

1、地面热源强度资料及其计算 地表热量平衡方程为 B=P+LE+H(1)其中B为净辐射值,P为感热,LE为潜热(或蒸发凝结热),H为土壤热通量。 或 B-H=D+LE(2)B-H即为地面热源强度或地面加热强度。其中B-H>0,地面为热源;B-H<0,地面为冷源。依据相似理论,用通量廓线关系计算了拉萨、那曲、改则三站的感热和潜热通量值,辐射平衡用实测值,地表热通量则用5cm,10cm深度的土壤热通量外推得到。从而由(2)式可得到上述三站的地面热源强度。具体计算方法及其计算误差详见[2]。     

E-601型蒸发器观测中值得注意的几个问题

在E-601型蒸发器的观测中,我们发现测得的蒸发量,除了受气象要素的制约外,由于仪器本身的特点,比起小型蒸发器,人为因素对蒸发量带来的误差更多。在观测中如不注意,将直接影响记录的“三性”,甚至使记录面目全非。这些因素主要有: 1.应统一保持相对稳定的水面高度。蒸发与水温直接有关,蒸发桶内水面过高水体温度低则使蒸发偏小;水面过低水体温度高而使蒸发偏大,使记录失去代表性和比较性。所以蒸发桶内水量必须保持相对稳定。因蒸发和降水,使桶内水面高度不在规定范围时,必须加(或吸)水。我们感到,一般限制在每天观测时若读取的余量≤40.0mm(或≥60.0mm),则在观测后必须加(或吸)水,     

陆地卫星TM和陆基气象资料结合绘制地面能量平衡分量图

本文将卫星光谱资料和定点测量的太阳辐照度、气温、风速和水汽压资料相结合,计算地面能量平衡各分量。采用1985年7月23日、1986年4月5日和1986年6月24日三次陆地卫星 TM 资料,制作潜热通量密度(λE)和净辐射通量密度(R_n)图。每次均用一台位于有作物覆盖农田中的鲍恩比仪测量单点的λE 和 R_n。还用按装在飞机上的辐射仪在地面上空150m 处飞行所获取的资料估算λE 和 R_n。在茂盛的棉花、小麦和紫苜蓿田里,TM 的估算值与鲍恩比仪和飞机的估算值相差均小于12%,在上述农田λE 和 R_n 的范围为400—700W/m~2。     

2012年太湖蒸发量变化特征及蒸发模型评估研究

湖泊蒸发是全球能量分布,水文循环的重要组成部分,同时是气候及生态系统环境变化的指示因子。运用太湖湖上观测平台大浦口站2012年涡度相关数据分析了太湖蒸发量的月变化及日变化特征,并评估了11种蒸发模型。结果表明：太湖2012年总蒸发量为1066.2 mm。潜热通量是太湖净辐射能量分配中的主导项, 2012年太湖地区潜热通量占净辐射通量的91.9%。2～7月为太湖水体储热阶段,当净辐射在7月达到最大值时,蒸发值也达到最大值;净辐射8月开始减少,至12月达到最小值,期间湖体储热释放,使得蒸发量在2月才达到最小值。采用涡度相关系统观测太湖蒸发量的数据评估了11种蒸发模型,分别从年蒸发总量和蒸发量月变化特征来探讨模型对于太湖蒸发量计算的适用性,其中以波文比能量平衡模型表现最好,与涡度相关观测值的相关系数为0.99,中心化均方根误差为4.50 mm month^-1。     

最大蒸发量的计算、分析及其应用

本文利用潘曼(Penman)公式E_0=(ΔH rE_a)/(Δ r),计算了宁夏各地自然蒸发量E_r值,分析了E_r的时空分布特征;以E_r/r的比值(干燥指数)作为划分宁夏农业气候区域的指标,并根据E_r=L_iE_0的关系式,订正了宁夏地区春、夏、秋各季的转换系数K_i值;以计算出的农作物各生育期内自由水面蒸发量E_0值和实测田间蒸发量′fc的比例系数(′fc/E_0),作为土壤-植物-近地表层这个系统的水份状况的重要指标,鉴定出了宁夏灌区小麦、水稻、小糜子等主要作物生育期的蒸发系数j_t值和耗水量。用水分平衡方程式,求出了作物灌溉量和生育末期土壤水分储水量,为研究宁夏农业气候区划及建立农作物水分平衡预报,提供了依据。     

小型蒸发器水面蒸发昼夜差异的分析

根据都昌蒸发实验站1980—1991年日两段制水面蒸发资料,分析了小型蒸发器水面蒸发量及其折算系数的昼夜差异,并与E_(601)型蒸发器水面蒸发量及其折算系数的昼夜差异进行比较,从另一角度揭示了小型蒸发器水面蒸发特点及其存在的问题,提出了改进意见。     

关于干燥度的浅见

我省自1979年开展农业气候区划以来,各地都感到二级区划指标(即水分指标)不好定。目前已出版的区划初稿普遍采用≥10℃积温估计蒸发力,即 E_0=C∑T≥10(C=0.16),干燥度 K=E/R。,而干湿标准为:≤0.49很湿、0.5—0.99湿润、1.00—1.49半湿润、1.50—1.99半干旱、2.00—3.99干旱、≥4.00极早。用此标准划区与实际情况不相符合,在我省普遍不适用,因此在实际运用中,一般     

用机载MSS资料评价地表面热量平衡分布

本文论述了用机载MSS(多光谱扫描仪)资料评价小区域地表面热量平衡分布的方法及其应用结果。通过分析在日本茨城县南部秋季白天测得的资料,得到了如下结果:(1)在分析的对象区域,地表面平均温度为19.1℃,与以此平均值为基准的温度差,水面为-11.6℃,森林为-6.0℃,草地+0.5℃,混凝土+3.4℃,沥青+3.8℃,裸地+3.9℃,施肥地+4.8℃。(2)计算得出的分析对象区域净辐射通量平均密度为398W/m~2,若以此值为100,则可求出水面的净辐射通量密度为135,森林为121,草地104,裸地96,沥青95,混凝土77,施肥地68。(3)计算得出的分析对象区域感热通量的平均密度为91W/m~2,若以此值为100,则可求出水面感热通量密度为-31,森林为-8,草地115,裸地146,施肥地154,混凝土237,沥青268。(4)计算得出的分析对象区域潜热通量平均密度为244W/m~2,若以此值为100,则可求出水面与森林的潜热通量密度为183,草地为109,裸地71,施肥地31。     

蒸发及其测量

测量水面和土壤的蒸发、植物的蒸腾对农业和水文气象研究,对水库、灌溉系统和排水系统的设计和作业具有重要意义,特别是对于干旱区和半干旱区的水份管理更具有特别重要的意义。蒸发测量是很重要的,但影响蒸发的因素太多,现有的测量仪器测量的结果还不能真正代表自然状态下的蒸发,而且不同类型观测仪器的比较很困难。一、影响蒸发的因子蒸发表面可以是自由水体表面,也可以是没有植被的裸地和有植被的地面。现分述如下: 1.自由水体表面直接影响蒸发的因子有如下几种: (1)热量供给主要热源是太阳辐射、天空辐射和周围其他的辐射体。在大的水库,流入和流出气流也带进和带     

大型蒸发观测存在的问题及注意事项

台站在大型蒸发观测中存在着许多不够规范的地方,影响记录的内在质量,应引起台站及观测员的高度重视,主要表现在: 1 部分观测员对大型蒸发观测重要性认识不足,认为台站有了小型蒸发何必再测大型蒸发,因此在观测中表现出马虎从事,测量不认真,不细致,造成较大的人为观测误差。 2 蒸发桶内水面不够清洁,水色不清,未经常换水,影响水面蒸发。 3 水圈内的水面未与蒸发桶内的水面接近。观测员往往只注意蒸发桶内加(汲)水,而忽视了     

民勤地区紫外辐射的观测与模拟研究

利用2010年春季民勤加强观测实验的地面辐射资料,分析了民勤沙漠干旱区总紫外辐射的变化特征,并对该地区的紫外辐射进行了估算和模拟。结果表明,紫外辐射和太阳总辐射表现出一致的变化特征,层云对两者的反射能力比卷云强。2010年6月紫外辐射的瞬时最大值为55.92 W·m-2,平均日总量为1.07 MJ·m-2,紫外辐射与太阳辐射比例的平均值为4.7%,其变化范围在3%~9%之间。根据晴空指数(Kt)与最大紫外辐射(UV0)及太阳总辐射(G)建立了民勤地区紫外辐射(UV)的估算方程:UV=2.94+1.22×(Kt×UV0)和UV=0.047G,均能较好地估计该地区的地表紫外辐射。由于受输入参数精度的限制,辐射传输模式SBDART低估了晴空条件下的紫外辐射,低估的总平均值为1.12 W·m-2(约5.6%),变化范围在-2.8~0.2 W·m-2之间。     

基于MODIS遥感产品估算西北半干旱区的陆面蒸散量

在中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据产品的基础上,使用MODIS地表温度替代净辐射及蒸散模型中的气温进行计算,并利用兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL)的实测资料对模型进行修正。将模型修正前后估算的SACOL站和定西干旱气象与生态环境试验站(定西站)的净辐射和蒸散与实测值进行对比。结果表明,MODIS的白天\夜间地表温度与日最高\最低气温之间具有很好的相关性,相关系数都超过0.75,使用其替代气温进行净辐射和蒸散的估算是可行的,且各参数具有明确的物理意义。通过比较模型估算值与地面通量观测站的实测值发现:使用实测资料对模型进行修正后,净辐射和蒸散的估算结果较修正前有了明显的改善。净辐射估算值与实测值之间的均方根误差减小到25.93 W·m~(-2);修正后模型估算的SACOL站和定西站蒸散更接近于实测值,均方根误差分别减小到0.81 mm和0.68 mm,相关系数都增加到0.6以上,通过了0.01显著性水平检验;且遥感估算的区域蒸散分布特征与地表覆盖特征相符,说明利用修正后模型估算的净辐射和地表蒸散是合理的,由于这种估算净辐射和蒸散的模型不需要任何实时地面资料的辅助,可以为观测资料缺乏地区的辐射及蒸散研究提供一种新的思路。     

意大利6200型蒸发器

6200型蒸发器包括蒸发盘、观测水位用的连通管和刻度尺漂浮温度表等。不锈钢的蒸发盘安装在一个稳定的托架上,蒸发面积是1.15m~2。连管与蒸发盘是相通的,二者水位相同。测量水面变化的刻度尺装在连通管上,其量程是0到100mm。漂浮温度表测量水     

棉田土壤热通量的计算

本文在两年棉花田间试验观测的基础上,利用土壤中热传导方程模拟5cm层土壤温度的时间变化,进而推算出其它层次的土壤温度,与实测值相比,模拟均方误最大为0．14,最大温度绝对误差为0．7℃．通过对温度方程求深度上的偏导数获得土壤热通量的计算公式,计算值与实测值比较,均方误最大为0．006,效果较好。本文还通过2cm层土壤热通量与棉花冠层净辐射之间的关系,结果表明土壤热通量与冠层净辐射有着很好的相关性。     

我国北方不同下垫面地表能量通量的变化特征

利用"中国干旱气象科学研究计划——我国北方干旱致灾过程及机理"的观测数据,分析塔中站、奈曼站、平凉站和锦州站2015年8—10月及定西站2016年8—10月地表能量通量变化特征。分析发现,不同下垫面辐射均表现出明显的日变化,相对于向下短波辐射和向下长波辐射,不同下垫面反射辐射和向上长波辐射差异更加明显。塔中站反射辐射和向上长波辐射最大,锦州站和平凉站相对较小。净辐射具有明显的日变化特征,和总辐射相位一致,农田净辐射日峰值相对较大。地表反照率3个月平均从大到小依次为塔中站(0. 27)、定西站(0. 19)、锦州站(0. 16)、奈曼站(0. 15)和平凉站(0. 14)。各站点感热通量和潜热通量均为单峰型,其中,奈曼站感热通量峰值最大(276 W·m~(-2)),平凉站潜热通量峰值最大。定西站和锦州站净辐射分配以感热通量为主,平凉站则以潜热通量为主。     

地面净辐射

净辐射就是收入的辐射与支出的辐射差额,也称作辐射平衡或辐射差额。各种不同下垫面都有各自的净辐射特性,组成净辐射的因子也不同,这里主要谈地面净辐射。 一、组成地面净辐射的各种辐射因子 地面净辐射就是地面接收来自太阳和大气层中的各种辐射与地面向外放射和反射的各种辐射的差额(如图1)。地面接收来自于太阳和大气层中的短波辐     

RegCM4对中国东部区域气候模拟的辐射收支分析

利用卫星和再分析数据,评估了区域气候模式Reg CM4对中国东部地区辐射收支的基本模拟能力,重点关注地表净短波(SNS)、地表净长波(SNL)、大气顶净短波(TNS)、大气顶净长波(TNL)4个辐射分量。结果表明:1)短波辐射的误差值在夏季较大,而长波辐射的误差值在冬季较大。但各辐射分量模拟误差的空间分布在冬、夏季都有较好的一致性。2)对于地表辐射通量,SNS表现为正偏差(向下净短波偏多),在各分量中误差最大,区域平均误差值近50 W/m2;SNL表现为负偏差(向上净长波偏多);对于大气顶辐射通量,TNS和TNL分别表现为"北负南正"的误差分布和整体正偏差。3)利用空间相关和散点线性回归方法对4个辐射分量的模拟误差进行归因分析,发现在云量、地表反照率、地表温度三个直接影响因子中,云量模拟误差的贡献最大,中国东部地区云量模拟显著偏少。