蒸发皿蒸发及能量变化过程的微气象观测研究

蒸发皿作为测量大气蒸发需求的仪器,在水文和气象台站广泛使用。为了深入认识蒸发皿蒸发量的物理意义,在中国西北干旱区设置了"内蒙古蒸发皿蒸发试验(IMPEEX)"。利用近地层微气象观测方法,基于能量平衡原理,对Class A、20 cm和E601B三种不同型号的蒸发皿蒸发过程进行精细观测,观测结果显示:三种蒸发皿蒸发量日变化之间存在显著差异,而这种差异主要是由蒸发皿水体与周围环境构成的非均匀性强度所控制;蒸发皿中水体越深,水温层结越显著;E601B蒸发皿水体与土壤之间的热通量约在±10 W·m-2之间波动,但日总通量几乎为0;典型晴天Class A蒸发皿水面反照率呈"U"型日变化,日平均值为0.087。蒸发皿水体能量平衡分析显示,太阳辐射和水体储热率是决定蒸发皿蒸发强度的主要能量分量,而水面感热、侧壁和底部热传导对蒸发皿蒸发量的贡献较小。     

近40年京津冀蒸发皿蒸发量变化特征及影响因子

为了研究京津冀地区蒸发皿蒸发量的变化特征及成因,在京津冀地区200多个气象站中选择资料序列完整且具有较长时间序列、测站环境评分都在70分以上(按照中国气象局对测站探测环境评分标准评分)、均匀分布的87个气象站,利用1970—2013年京津冀地区87个气象站蒸发皿蒸发量以及其他气象要素的观测资料,采用线性倾向估计法和完全相关系数法,分析近44年来京津冀蒸发量变化特征及影响因子。结果表明,近44年来,京津冀地区年、季蒸发量呈明显下降趋势。全年蒸发量减少速率由大到小分别为:山前平原区太行山区冀东平原区燕山丘陵区冀北高原区(蒸发速率由北向南逐渐增大);四季中下降速率为:春季秋季冬季夏季。分析蒸发量与影响因子的完全相关系数发现,气温日较差、日照时数和平均风速是影响京津冀地区蒸发皿蒸发量变化的主要因子,在平原地区,平均风速是主导因子;在山区和高原地区,日照时数是主导因子。     

浅析小型蒸发器测定蒸发的误差

气象台站测定的蒸发量,是指一定口径蒸发器中的水因蒸发而降低的深度。目前台站普遍使用小型蒸发器进行蒸发量测定。小型蒸发器具有构造简单、操作方便的特点。观测资料长,对同一地区来说有一定的代表性。但是小型蒸发器观测的蒸发量只能代表该仪器在特定环境下的蒸发量,不能代表实际的水面蒸发量。而且小型蒸发器由于仪器构造、安装、观测等因素影响,记录代表性差,误差也较大,归纳起来大概有以下几种误差。1仪器构造误差小型蒸发器口部分有一个安置喇叭状金属丝网圈的平面环边。遇有降水时,按《规范》要求,须取下网圈。这样不但平面环边有…     

自动气象站与人工气象站蒸发量对比分析

对2004年、2005年绥德、定边、洛川、西安、汉中、爱康6个配有E-601B蒸发器及蒸发传感器的台站作蒸发量对比分析,通过逐站逐月（共92个月）分析蒸发误差率发现：有3个月误差率等于0,67个月自动站的蒸发量大于人工站观测的蒸发量,占总数的73％,其中误差率最大是安康站2004年11月为49％。结冰是导致陕南地区冬季蒸发误差率较高的主要原因,而降水是造成自动站蒸发量偏大或缺测的另一因素,仪器故障引起蒸发失真各个台站都会出现。2005年蒸发误差率普遍低于2004年。     

蒸发器(皿)观测资料的折算系数及其应用

在地面气象观测中测量蒸发的仪器主要有E-601B型蒸发器（以下简称大型蒸发器）和小型蒸发器两类,目前山西省国家基准站和基本站在冬季结冰期使用小型蒸发器,而非结冰期（或结冰期很短的地方）使用大型蒸发器。除基准站外,其它国家基本站大型蒸发器使用的历史都很短,基本上是从1998年开始的,大量一般站目前全年使用小型蒸发器进行蒸发量观测;这种大小型蒸发器混用及分布情况,     

基于超声波的蒸发量自动观测误差研究

通过对观测装置设计、蒸发量计算方法和观测环境影响的分析,探讨自动测量误差的原因以及消除误差的方法.结果表明:自动测量误差的主要因素有水温变化、降雨量、附着气泡和蒸发表面积.针对水温变化,设计了对比试验,通过测量水温订正相应时刻的超声波传感器测量数据,结果表明:自动观测的小时蒸发量误差较大,水温上升阶段蒸发量偏小,水温下...     

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     

小型蒸发器资料折算系数的计算方法

E601型蒸发器和20厘米蒸发器（简称小型蒸发器,下同）的使用都编入了《地面气象观测规范》。小型蒸发器在我国气象站网已使用多年,积累了大量资料。从目前气象部门蒸发观测的实际情况来看,小型蒸发器有被E601型蒸发器取代的趋势。1997年初,由我国自行研制的E601B型蒸发器在我省基准站和基本站投入使用,并作正式记录。按照世界气象组织的规定：标准蒸发器应为20平方米的蒸发油。其蒸发量可近似代表自然水体（如水库、湖泊）的水面蒸发量。试验表明,E60lB型蒸发器测得的蒸发量很接近标准蒸发器的蒸发量,小型蒸发器的蒸发量比标准蒸…     

E—601型蒸发器失真的原因及处理

大型蒸发器测针松动和仪器本身性能是导致蒸发器数据失真的主要原因。测针出现松动造成蒸发量失真。一是测量的固定螺丝没有紧到位,使测竿变长,测针针尖过早接触到水面,造成当天蒸发余量偏大,该余量又作为第2天的蒸发原量,导致第2天的蒸发余量也偏大。观测前须检查测针针尖的固定螺丝是否松动,发现松动应将其拧紧到位后再观测。二是连接螺丝套和插竿的固定螺丝松动,螺丝套下落使测针针尖过早接触到水面,造成当天蒸发余量和第2天的蒸发原量偏大。观测前检查时若发现螺丝套上下移动,则应固定螺丝后再观测。

     

基于磁致伸缩技术的蒸发自动测量装置设计与实现

针对目前气象水文部门普遍采用的超声波蒸发传感器测量精度只有1.5mm且测量时易受环境因素影响的问题,提出了基于磁致伸缩位移测量技术,研制出一种高精度的测量装置,实现对水面蒸发量的自动测量,其测量精度可以达到0.1mm,同时给出了有关实现电路。通过在自动气象站中应用该装置进行为期6个月的蒸发量自动测量,并将自动测量数据和人工观测数据进行对比,验证了磁致伸缩技术在实现蒸发量的高精度自动化测量方面的可行性。在气象水文部门,可以使用该装置代替超声波蒸发传感器,得到精度更高、稳定性更好的蒸发量测量结果。     

E-601B型蒸发器观测误差原因分析

通过实际观测，对E-601B型蒸发器使用过程中误差产生的原因进行了分析。发现：操作不当容易造成较大误差，因降水天气、观测时间和仪器本身的使用不当造成E-601B型蒸发量数据不精确，总结了造成蒸发观测误差的几种原因。     

天亮后要及时给蒸发器戴蒸发罩

小型蒸发器口沿上附有一个上端向外张开成喇叭状的金属丝网圈 (蒸发罩 ) ,其作用是防止鸟兽饮水。我站为夜间不守班的 3次站 ,每天 2 0点观测后都习惯把蒸发罩取下 ,第 2天 0 8点前再戴上 ,以防夜间有降水时 ,由于蒸发罩的缘故蒸发量失真。然而夏天早晨五六点钟鸟类活动频繁 ,经常在观测场内停留 ,如果仍在 0 8点观测前巡视仪器时再去戴蒸发罩 ,难免出现鸟类吸饮蒸发皿中的水的现象 (尤其是干旱时期 ) ,致使所测蒸发量失真。因此 ,对于夜间不守班的台站 ,为保证蒸发量的准确无误 ,天亮后应及时给蒸发器戴上蒸发罩 ,以免因鸟类吸饮蒸发皿中的…     

蒸发传感器工作原理及性能比较

介绍了AG1-1型超声波式、AG2.0型超声波式、FFZ-01型数字式、ZQZ-DV型数字式4类E601B型蒸发传感器的工作原理、技术指标。通过对蒸发试验数据、累计蒸发量计算程序设计、故障率等综合对比分析,反映出不同蒸发传感器的仪器性能。新型蒸发传感器(AG2.0型、FFZ-01型、ZQZ-DV型)通过改善测量环境、完善程序处理、减少人工干预等措施,增强了恶劣天气条件下的抗干扰能力,使气象台站实时自动获得准确的蒸发数据成为现实,也为蒸发自动观测替代人工观测提供了试验数据支持。     

天亮后要及时给蒸发器戴蒸发罩

小型蒸发器口沿上附有一个上端向外张开成喇叭状的金属丝网圈(蒸发罩),其作用是防止鸟兽饮水. 我站为夜间不守班的3次站,每天20点观测后都习惯把蒸发罩取下,第2天08点前再戴上,以防夜间有降水时,由于蒸发罩的缘故蒸发量失真.然而夏天早晨五六点钟鸟类活动频繁,经常在观测场内停留,如果仍在08点观测前巡视仪器时再去戴蒸发罩,难免出现鸟类吸饮蒸发皿中的水的现象(尤其是干旱时期),致使所测蒸发量失真.     

使用E-601B型蒸发器的常见问题及应对办法

总结了使用E-601B型蒸发器测量蒸发量的几点经验：为了使蒸发数据更具有代表性和准确性,必须注意观测前的准备工作,正确安装蒸发器;观测时调整到位,注意复读,遇强降水时及时取水,尤其要注意蒸发器内水的清洁。     

新旧两种探测技术对蒸发差异性分析

利用福泉国家气象观测站新30 a资料(1981—2010年)的小型蒸发观测资料与2014年、2015年自动大型蒸发传感器观测资料进行比较,统计分析了影响蒸发的主要因素。结果表明:新旧两种探测技术蒸发量差异比较大,新探测年、月、日蒸发量明显小,夏秋季差异大、冬春季差异较小。重点分析了两种探测手段对实际蒸发量的影响因素及提高蒸发观测值的方法,认为自动大型蒸发传感器数据更准确,更接近真实值。     

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,     

冬、夏季气象仪器巡视之我见

加强地面观测仪器的巡视工作,确保仪器工作状态良好,是保证观测记录真实、完整、准确的重要环节。夏季,气温高,蒸发快,且常有强降水。因此,夏季巡视仪器时,应注意以下几方面：第一,经常巡视湿球水盂,防止盂中水分蒸发量大而未及时加水影响湿球温度表示值的真实、...     

自动雨量与人工雨量的差值对比分析

应用青海省班玛县国家基本气象站2011年6月1日—9月30日的降水资料,进行自动站与人工观测降水量记录统计、对比分析,发现自动站观测雨量与人工观测雨量存在一些偏差。分析表明,导致误差产生的主要原因是仪器测量原理与观测方法不同、人为影响、观测时间不一致、降水强度等其他原因。     

订正小型蒸发观测资料探讨

要合理利用水资源,必须了解水份循环实况,也就要进行水份平衡的计算,蒸发项的计算是必不可少的。在目前的技术条件下,直接而且准确地测量自然蒸发是不易做到的。一般采取两类方法:即蒸发力的测量和估算以及蒸发器直接测量法。我国目前大多数气象台站用20厘米口径的小型蒸发器来测量水面的蒸发,所积累的资料年代也较长。但小型蒸发器水体面积小,口沿又离地70厘米高。显而易见,所测出的蒸发量代表性稳定性较差,使用效果也并不理想。E—601型蒸发器就相对地克服了许多小型蒸发器的缺陷。有一定代表性和稳定性。但E—601型蒸发由于观测所得的资料年代短,很难适应各方面需求。如何能较好地找出小型与E—601型蒸发量之间的关系,通过订正使已有的小型蒸发资料发挥更大效益呢?本文就此作一些探讨。