东江流域蒸发皿蒸发量时空演变特征及其原因分析

利用东江流域1956~2000年15个气象台站的小型蒸发皿观测资料,分析了流域蒸发皿蒸发量的变化趋势及其可能原因。结果表明,东江流域年蒸发皿蒸发量整体的下降趋势非常显著,在1986年前后发生了非常明显的下降突变,下降速率达30.9 mm/10a,45年来下降了约139.0 mm;流域下降趋势存在明显的区域差异性和较大的空间异质性。东江蒸发量下降的原因主要是日照时数和平均风速的显著下降,抵消了气温上升所引起的蒸散量的上升,反而使蒸散量呈现为显著下降趋势;平均日较差的显著下降在蒸发皿蒸发量减少趋势中可能也起着重要作用。     

广西蒸发皿蒸发量时空变化研究

利用广西20个气象观测站点1957-2001年Eф20小型蒸发皿的实测水面蒸发资料,采用变差系数和年际极值比分析蒸发的年际变化特征,应用累积滤波器法定性分析蒸发量的年际变化趋势,Kendall秩次相关法定量分析蒸发量的年际变化趋势及其显著性,Mann-Kendall非参数统计检验法分析蒸发量的突变点。结果表明,桂北蒸发皿蒸发量年际变化最剧烈（Cv=11.2,Km=1.77）,桂南和桂东次之,桂中和桂西年际变化最小。非岩溶发育地区和岩溶发育地区蒸发量的年际变化特征没有差别。20个站点中,10%的蒸发量呈上升趋势,90%的蒸发量呈下降趋势。18个蒸发量下降趋势的站点中,95%信度水平呈显著下降趋势的占72.2%。存在突变点且突变趋势显著的站点有10个,占研究总站点数的50.0%。桂中、桂东、桂南3个地区的12个站点都呈下降趋势,这3个地区的蒸发量变化趋势依次是桂南>桂东>桂中。岩溶发育地区蒸发量呈下降趋势站点的比例和Z值平均值小于非岩溶发育地区,但其差异不明显。     

农业活动对中国区域“蒸发悖论”规律的影响

1960－2001年间,中国范围内气温增加显著、蒸发皿蒸发量呈下降趋势,存在“蒸发悖论”现象。该文根据中国土地利用数据划分的251个受农业活动影响较小地区和165个受农业活动影响显著地区气象站的气象数据,计算了1960－2001年两类站点蒸发皿蒸发量和气温的变化趋势,分析了不同农业活动影响地区“蒸发悖论”规律的差异及影响因素。结果显示受农业活动影响显著地区的气象站气温升高的站点比例和平均趋势弱于受农业活动影响较小地区的气象站点,而蒸发皿蒸发量下降的站点比例和平均趋势明显强于受农业活动影响较小地区的气象站点,且在比较干旱的北方地区差异更为显著。由此可以推断灌溉等农业活动对区域“蒸发悖论”规律具有显著影响。     

荆门和桂林灌溉试验站蒸发皿蒸发变化规律及其影响因素的初步分析

以湖北荆门灌溉试验站和广西桂林灌溉试验站的蒸发皿蒸发和气象要素实测资料为例,采用线性趋势线法分析蒸发皿蒸发量的变化趋势以及气温、降雨量、风速、日照时数、日较差和相对湿度等6个气象因子的变化趋势,采用单因素相关分析和多元线性回归分析,研究了气象因子对蒸发皿蒸发的影响。分析结果表明,荆门灌溉试验站1973~2003年蒸发皿蒸发呈下降趋势,其主要影响因素是相对湿度的增大、风速的减小和日较差的减小,桂林农田灌溉试验站1980~2003年蒸发皿蒸发呈上升趋势,其主要影响因素是日较差的增大。     

参考作物腾发量与蒸发皿蒸发量的变化特征及变化原因分析

利用东江流域1961～2003年的气象资料,对参考作物腾发量和蒸发皿蒸发量的变化特征及变化原因进行分析,结果表明:参考作物腾发量与蒸发皿蒸发量都有减少的趋势,参考作物腾发量减少的趋势不显著,蒸发皿蒸发量减少的趋势显著,蒸发皿系数有显著增加的趋势;参考作物腾发量、蒸发皿蒸发量在全流域的空间分布相似,都是南部大北部小,蒸发皿系数的空间分布是北部大南部小;平均温度、日照时数、风速与参考作物腾发量、蒸发皿蒸发量的偏相关系数都为正,相对湿度都为负;日照时数对参考作物腾发量、蒸发皿蒸发量的影响程度都最大,且远大于其它因子,这种效应在夏季表现更突出,温度对参考作物腾发量的影响程度比蒸发皿蒸发量大;参考作物腾发量与蒸发皿蒸发量都有减少趋势的原因首先是日照时数的减小,再是风速的减小;参考作物腾发量与蒸发皿蒸的趋势显著性有差异的原因是温度的增加对参考作物腾发量的影响程度比蒸发皿蒸发量大.     

黄河三角洲地区蒸发量时空特征及预测模型

【目的】研究黄河三角洲地区蒸发量特征,为该地区水资源利用等提供合理参考。【方法】利用黄河三角洲地区蒸发量资料,采用气候统计方法及GIS系统,探究黄河三角洲地区蒸发量时空特征,探明蒸发量与气候因子之间的关系并建立预测模型。【结果】(1)黄河三角洲地区春季、夏季和年蒸发量呈显著下降趋势;秋季和冬季蒸发量呈不显著上升趋势。蒸发量空间分布大致上均由东北向西南递减。(2)黄河三角洲地区蒸发量变化具有明显的周期性特征。春季蒸发量主循环周期为10 a;夏季蒸发量主循环周期为10 a和5 a;秋季蒸发量主循环周期为13、6 a和3 a;冬季蒸发量主循环周期为10～11 a和5～6 a;年蒸发量主循环周期为10 a。(3)黄河三角洲地区年蒸发量与年降水量、年日照时间、年平均风速、年平均云量和年平均气温日较差显著相关,与年平均气温相关性不显著。各季节蒸发量与各季节降水量、日照时间、相对湿度、云量及气温日较差显著相关,与其他因子相关性各有不同。(4)黄河三角洲地区相对湿度对各时段蒸发量影响效果均显著,风速对春季、夏季、冬季蒸发量的影响均显著,气温对春季和夏季蒸发量影响显著,日照时间对年蒸发量的影响效果明显,...     

沈阳地区水资源平衡及变化特征分析

使用沈阳东陵区气象局1951-2010年的月平均气温、月降水量序列资料,用高桥浩一郎陆面蒸发经验公式估算蒸发量;采用Mann—Kendall秩次相关检验和线性趋势等分析方法,分析了降水量、蒸发量和水资源平衡变化特征。结果显示：在农作物生长季期间自然降水资源趋势明显减少,气候倾向率为-2．1162mm／a;蒸发量呈微弱减少趋势;水资源平衡降蒸差在下降,气候倾向率-1．7905mm／a。夏季水资源丰富,秋季次之,春季和冬季最少。降水量、蒸发量和降蒸差各月变化趋势呈一致性,其中1月最小,7月最大。气候变暖引起自然降水量的减少,造成水资源平衡的下降,从而存在农业供水不足和干旱的威胁,农业项目及农作物调整和布局势在必行。     

五道沟地区“蒸发悖论”及成因探析

【目的】探讨五道沟地区"蒸发悖论"及成因探析。【方法】以位于五道沟地区的五道沟实验站气象场1970―2017年实测数据为背景资料。对蒸发量的年际变化趋势进行分析与预测,对其影响因素(风速、温度、日照时间、水汽压力差、降雨量、相对湿度)应用线性趋势法进行定性分析,应用熵值法进行综合评价,并深入探讨蒸发皿蒸发量趋势变化的成因。【结果】1970―2017年蒸发量呈明显下降趋势,下降速率为8.7 mm/a,运用灰色系统中的GM(1,1)模型与Verhulst模型对蒸发量的年际趋势进行预测,结果表明GM(1,1)模型预测效果更好。蒸发量与各气象要素的相关关系:风速、日照时间与蒸发量呈正相关关系,气温、相对湿度、降雨量与蒸发量呈负相关关系。1970―2017年间气温每10年平均升高0.25℃,水面蒸发每10年平均下降86.9 mm,该区存在"蒸发悖论"现象。线性趋势法与熵值法对各影响因素分析结果一致:风速>气温>相对湿度>日照时间>降雨量>水汽压力差,表明在全球气候变暖的大背景下,风速下降、相对湿度增加和日照时间减少是该区"蒸发悖论"现象的主要因素。日照时间的下降可能是气溶胶含量增多造成的;风速的下降可能与城镇化发展有关,风速减弱可能会引起气溶胶增多;相对湿度的增加,会导致日照时间的减少。【结论】五道沟地区"蒸发悖论"的成因可能是气溶胶量的增加,太阳辐射减少,蒸发量下降。     

胶东半岛丘陵区典型流域气温-降

利用大沽夹河流域1966~2003年各水文站逐年、月气温和降水实测资料，采用线性倾向估计和Mann-Kendall法，对流域气候变化趋势的年季特征及突变性进行了分析。结果表明，（1）近40年来，大沽夹河流域年平均气温整体呈上升趋势，降水呈下降趋势，气候倾向率分别为0.20℃/10a和-42.17mm/10a。（2）春、夏、冬三季平均气温均呈上升趋势，秋季呈下降趋势。春、冬季的气温倾向率大于全年且冬季高于春季（分别为0.216和0.583℃/10a），夏季的气温倾向率（0.01℃/10a）小于全年；各季平均降水的变化趋势与年降水量变化趋势基本相似，整体亦呈减少趋势，但减少的幅度均明显小于全年平均降水。其中，夏秋季下降趋势较快，春冬季较慢，倾向率分别为-21.76、-15.52、-2.52和-2.25mm/10a。（3）除冬季外，各季及年平均气温均在1972年左右发生突变。其中，夏季在1994年左右发生第二次突变，秋季突变次数相对较多；降水的突变多发生在1970s和1980s初。     

基于PenPan模型中国蒸发皿蒸发量的时空变化及成因分析

蒸发皿蒸发量是衡量大气蒸发能力的重要指标。为了研究中国地区蒸发皿蒸发量的时空变化规律和成因,利用全国751个站点1961-2017年的逐日气象观测资料(平均温度、风速、相对湿度、日照时数),基于PenPan模型对20cm蒸发皿蒸发量进行估算。对中国地区57a的气象数据和PenPan模型模拟结果进行趋势分析,探究影响蒸发皿蒸发量的主导气象因素。结果发现:在1961-1993年期间,中国地区存在“蒸发悖论”现象,影响蒸发皿蒸发量的主导气象因素为风速;1994-2017年“蒸发悖论”现象消失,此时主导因素为饱和水汽压差;两阶段相比,空气温度对蒸发的作用增大,而风速的作用减小。春夏秋冬4个季节,蒸发量在空间上差异较大。辐射项蒸发量的夏季最大值在西北地区,其余季节在华南地区;动力项蒸发量冬季最大值在华南地区,其余季节在西北地区;随着季节推移,总蒸发量最大区域由西北转移到华南地区。根据蒸发皿蒸发量的时空变化情况,可以得出西北和华南地区需要根据该地区蒸发量的季节变化合理调配水资源。     

自动补水蒸发皿装置的原理及应用

为了更好地利用蒸发皿的蒸发量指导农田灌溉,根据马氏瓶工作原理设计了一种简单、实用,价格低廉而且操控性强的恒水位蒸发皿装置,此装置在20 cm标准蒸发皿的基础上附加了一个自动补水装置.以20 cm标准蒸发皿的蒸发量为标准,对可进行自动补水的恒水位蒸发皿的水面蒸发过程进行了验证.通过大田冬小麦试验建立了水面蒸发过程与冬小麦同阶段耗水过程的关系.结果表明,设计开发的蒸发皿装置,具有较好的稳定性,组间测量值相对平均误差小于5%,超过5 d相对平均误差小于2%;其水面蒸发过程与20 cm标准蒸发皿的蒸发量具有显著的相关关系,相关系数高达0.99;华北地区优质高产冬小麦在拔节期、抽穗扬花期和灌浆成熟期的田间耗水量,与自动补水蒸发皿同阶段累计水面蒸发量的比值分别为1.09,1.31和1.16.因此,可以用该装置的水面蒸发量来指导农田灌溉,达到农作物优质、高效、高产的目的.     

蒸发皿蒸发量及主要气象因子变化分析——以桂林灌溉试验站为例

以广西桂林灌溉试验站1980-2003年气象要素实测资料为例,分析蒸发皿蒸发量及主要影响因子的变化特点和规律。采用距平百分率法、滑动平均法和Kendall秩次相关法分析了蒸发量、气温、降雨量、风速、日较差、相对湿度的变化特点。分析结果表明,桂林农田灌溉试验站1980-2003年的蒸发量、降雨量、日较差和相对湿度呈上升趋...     

考虑“蒸发悖论”的洱海灌区逐日参考作物蒸散发预测

【目的】为估算参考作物蒸散发(ET₀)和灌溉实时预报调度、区域农业干旱评估提供依据。【方法】以滇中高原上洱海湖滨灌区的大理气象站为例,探究“蒸发悖论”现象出现的时期,采用气象因子线性回归模型、蒸发皿折算系数K_p模型、气象因子+蒸发皿蒸发(E_pan)多元回归模型、Normal Copula模型等4种方法计算逐日ET₀进行预测对比,并与Penman-Monteith公式计算所得的ET₀进行对比。【结果】①1954—2018年大理站20 cm蒸发皿蒸发量呈下降趋势,ET₀和气温呈上升趋势,但ET₀的上升趋势更平缓;虽然在长时间序列上ET₀和蒸发皿蒸发量有相反的变化趋势,但在年代际存在显著的差异性,1960年和2000全年以及四季均出现“蒸发悖论”,1970年则是全年以及夏、秋、冬三季出现“蒸发悖论”,1990年仅夏季出现“蒸发悖论”,2010年秋季出现“蒸发悖论”。②在未出现“蒸发悖论”时期,加入E_pan后的气象因子多元回归模型法(ET_0,Epan+Metr)所得逐日ET₀预测结果与标准值的误差最小,其次为单纯的气象因子多元线性回归模型法(ET₀,Metr),最差为K_p模型法(ET₀,K_p);加入E_pan后的气象因子多元回归模型(ET₀,ET_0,Epan+Metr)逐日ET₀预测的相对误差(ERR)小于15%、20%、25%的样本数达到了79.18%~90.16%、89.32%~97.23%、94.79%~98.36%。③出现“蒸发悖论”时,蒸发皿蒸发与ET₀的变化趋势相反,只能采用Copula联合分布函数模型预测,构建T-T_max二维Normal Copula模型的精度更高,ERR小于15%、20%、25%的样本数为73.70%~86.56%,82.51%~92.95%,89.89%~98.52%。【结论】通过M-K检验判别是否处于“蒸发悖论”期,以决策选用加入E_pan后的气象因子多元回归模型,还是T-T_max二维Normal Copula模型,二者均可显著提高逐日ET₀预测模拟的精度。     

Scheduling irrigation of cabbages using pan evaporation

Summary A plot irrigator was used to develop a response curve relating cabbage yield to watering level on coarse sandy soils in Western Australia. The daily replacement of 120 to 150% of pan evaporation maximised yield of crops harvested during the late summer and early autumn. With summer harvested crops maturing under high moisture stress, watering twice daily at the same percentage evaporation gave optimum yields. Over-watering and too frequent watering were both found to reduce yields, although not as much as insufficient irrigation. The combined crop and pan factors relating actual crop water needs to pan evaporation were found to be much higher than factors hitherto published.Senior Research Officer, Research Officer and Research Officer, respectively     

Yield,water use and root distribution of wheat as affected by pre-sowing and post-sowing irrigation

Irrigation water is a limited resource, and therefore irrigation practices must be rationalized for high water-use efficiency. Little is known about the influence of stored water in deep soils on the water needs and the post-sowing irrigation requirements of crops. A 3-year field experiment was conducted to determine the effects of combinations of light and heavy pre-sowing irrigations with two post-sowing irrigation regimes on yield, root growth, water use and water-use efficiency of wheat on a deep alluvial sandy loam soil. Post-sowing treatments consisted of (i) five 75-mm irrigations at five growth stages, and (ii) irrigations based on pan evaporation, i.e. at IW/PAN-E ratio of 0.75 (75 mm of irrigation water were provided as soon as the open-pan evaporation minus rainfall since previous irrigation was 100 mm).The latter regime required 175 mm less water than that with irrigation at growth stages. Profile water utilization was inversely related to post-sowing irrigation water. Where pre-sowing irrigation was light, post-sowing irrigations based on pan evaporation yielded significantly less than those based on growth stages. With heavy pre-sowing irrigation, irrigation based on the pan evaporation yielded as much as five irrigations at growth stages. The former decreased the mean water application by 153 mm and increased the water-use efficiency by 26%. Irrigation based on pan evaporation stimulated greater utilization of stored water by increasing the rooting density in deeper layers.It is indicated that for higher water-use efficiency and yield, wheat should be sown after a heavy pre-sowing irrigation, and post-sowing irrigation should be based on 0.75 pan evaporation.