黄淮海地区基于温度的ET_0计算方法比较及修正

参考作物需水量ET0预测是计算作物需水量和进行灌溉管理的主要依据。根据黄淮海地区7个气象站(北京、石家庄、安阳、郑州、孟津、驻马店和信阳)的42a长系列资料(包括最高最低气温、相对湿度、日照时数和风速),利用FAO56-PM公式对3种基于温度的ET0计算方法(Hargreaves、McCloud、Thornthwaite)进行比较分析,主要依据平均偏差、平均相对偏差、相关系数和t统计量4种指标分别对旬、月和年值序列的吻合程度做出评价。结果表明:Hargreaves与FAO56-PM吻合最好,其次为McCloud,吻合最差的为Thornthwaite,从而说明Hargreaves公式在类似地区运用的可行性;基于对Hargreaves公式进行修正,可使Hargreaves公式更适合黄淮海地区ET0的计算和预测。     

燕山北部丘陵温热区ET_0估算方法比较及修正

参考作物需水量(ET_0)是计算作物需水量、指导农田灌溉和水资源规划的重要依据。根据赤峰气象站34a长系列资料(包括最高气温、最低气温、相对湿度、平均风速和日照时数),利用FAO56-PM公式对3种ET_0估算方法(Hargreaves公式、Mc Cloud公式、Irmark-Allen公式)进行比较分析,主要依据平均偏差、平均相对偏差、相关系数3种指标分别对日、旬、月序列的吻合度进行评价。结果表明:Hargreaves公式和Irmark-Allen公式与FAO56-PM吻合较好,其次为Mc Cloud公式,从而说明Hargreaves公式和Irmark-Allen公式在该区运用的可行性,通过回归分析对二者进行修正,得出Harg公式与FAO56-PM计算结果更为接近,即Harg公式更适合燕山北部丘陵温热区ET_0的计算和预测。     

宁夏荒漠草原区参考作物蒸散量估算方法比较

利用宁夏荒漠草原区银川和盐池2007—2010年逐日气象资料,以FAO56Penman-Montieth(PM)方程计算结果为标准,根据决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均偏差(MBE)和一致性指数(IOA),在日、月和年的不同时间尺度上分析评价8种ET0估算模型。结果表明,Kimberly、Penman模型计算的日ET0与PM模型的R2大于0.970,IOA高于0.980,二者计算的ET0与PM模型最为接近。大部分方法估算精度在冬春季(11月—次年4月)高,而在5—10月则较低。Kimberly、Penman模型估算的年ET0与PM模型计算值最为接近。对于PriestlyTaylor、Makkink和Hargreave等参数较少的模型,在使用时应利用气象数据进行系数校正。     

基于人工蜂群径向基神经网络预测参考作物需水量

为了能够根据有限的气象数据较为准确的模拟蓄水坑灌苹果园的日参考作物需水量,以山西省农业科学院果树所蓄水坑灌试验基地的逐日气象资料为输入项,以日参考需水量为输出项,在径向基神经网络的基础上构建了基于人工蜂群算法的径向基神经网络模型,以预测蓄水坑灌苹果园的日参考作物需水量,以FAO-56 Penman-Monteith(FAO56-PM)公式的计算结果为标准分析预测模型的适用性。结果表明:经人工蜂群算法优化后的径向基神经网络预测模型的模拟结果与标准方法FAO56-PM公式的计算结果更为接近,更适合于预测山西省农业科学院果树所蓄水坑灌苹果园日参考作物需水量。     

基于公共天气预报的三江平原ET0预报模型比较及敏感性分析

为了提出适合我国三江平原的高精度ET0预报方法,基于该区6个气象站点的天气预报数据和实测气象数据,以FAO56-Penman-Monteith(FAO56-PM)公式计算值为基准,比较Hargreaves-Samani(HS)、Thornthwaite(TH)和Blaney-Criddle(BC)3个ET₀预报模型的效果,对最优模型进行敏感性分析。结果表明:3个模型1~7 d预见期平均绝对误差均值分别为0.66、0.65、0.65 mm/d,均方根误差分别为0.93、0.96、0.95 mm/d,相关系数分别为0.857、0.828、0.840。1~5 d预见期最优预报模型为HS模型,6~7 d为TH模型。总体上预报精度由高到低为HS、TH、BC模型,建议采用HS模型在三江平原开展ET₀预报,HS模型预报对最高温预报的敏感性大于最低温。其预报值在夏季受温度预报误差影响最大,冬季最小,4季整体误差较小。研究可为灌溉预报提供较准确的数据基础。     

参考作物蒸发蒸腾量计算方法的应用比较

应用国家"863"节水农业重大专项子课题示范现场的气象资料,对4种分属于不同类型的参考作物蒸发蒸腾量ET0计算公式进行了日ET0值的验证计算。结果显示,在时间序列上,随气象因素变化各方法计算的日ET0值呈相同的变化趋势,但计算值有较大的差异;选取FAO56Penman-Monteith公式计算结果为标准,Priestley-Taylor(1972)方法结果与之最为接近,其余依次是Irmark-Allen拟合法和Hargreaves-Samani(1985)法;不同天气类型条件下,Priestley-Taylor(1972)结果与FAO56Penman-Monteith有较高的一致性,而其他2种方法随n/N的减小,误差急剧增加,尤其是Hargreaves-Samani(1985)方法。     

西藏高原灌区参考作物蒸散量模型的适用性研究

为明确参考作物蒸散量(ET_0)计算模型在西藏高原灌区的适用性,推荐适宜于气象资料短缺条件下的ET_0计算模型,本研究基于满拉、墨达、江北3个灌区的气象站的长系列数据,以FAO推荐的Penman-Monteith(FAO 56 PM)模型计算的ET_0为标准,对ET_0的5种常用计算模型的适用性进行评价。结果表明:Makkink、Irmark-Allen、FAO 17Penman、Hargreaves-Samani和Priestley-Taylor 5种模型模拟的日尺度ET_0变化趋势与FAO 56 PM模型一致,在年际间均呈先增后减的变化规律,且峰值出现在6～7月份,但各模型适用性存在显著差异。Makkink模型的日尺度MAE、RMSE、NSE值分别为0.37 mm/d、0.45 mm/d和0.84,模拟精度及可信度最高;Irmark-Allen模型次之,MAE、RMSE、NSE分别为0.65 mm/d、0.71 mm/d、0.62;Priestley-Taylor模型最差,MAE值最大达4.91 mm/d且NSE值小于0。年尺度下,各模型较FAO 56 PM均存在高估现象,其中FAO 17Penman、Hargreaves-Samani、Priestley-Taylor模型的NSE值介于-3 571.76～-118.00之间,模拟结果不可信;Makkink模型的NSE值最接近于0,模拟结果可信,但模拟过程的误差较大。综合评定,推荐Makkink为西藏高原灌区气象资料短缺条件下的ET_0简化模型。     

基于Z比分数的参考作物腾发量计算方法优选

参考作物腾发量(ET0)是计算作物需水量的关键,是进行农田水分管理和灌溉预报的主要参数。但不同ET0计算方法的结果存在明显差异。用能力统计量Z比分数,对FAO56Penman-Monteith、Hargreaves-Samani、Irmark-Allen拟合和Priestley-Taylor四种常用ET0计算方法在不同天气条件下的计算结果精度进行了对比分析。结果表明,Priestley-Taylor与FAO56Penman-Monteith方法的计算结果在精度上具有较高的一致性,与有关文献结果相吻合,其中前者精度略佳。且Z比分数参数受极端值的影响较小,计算简便、适用性强,克服了常规方法公式繁杂、编程实现困难的缺点,说明Z比分数法能够更好地适用于ET0计算方法的优选。研究结果可为农业水土工程领域有关参数计算与测定方法的优选提供借鉴。     

中国不同气候区参考作物蒸散量计算模型适用性评价

参考作物蒸散量(ET0)的准确计算是制定作物灌溉制度和区域灌溉用水量计划的基本依据.为提高中国不同气候区域ET0计算精度,以FAO56 Penman-Monteith(PM)模型为标准,对28个基于温度和辐射的ET0经验模型在中国温带季风区(TMZ)、温带大陆区(TCZ)、高原山丘区(MPZ)和亚热带季风区(SMZ)的...     

参考作物腾发量计算方法的适用性研究

选用5种方法,利用陕西6站的气象资料,计算了各站逐日ET0。并以FAO56 Penman-Monteith(P-M)法为标准,对其它方法进行评价。结果表明,在陕西6地区,5种方法计算的ET0变化趋势基本相同,但数值上有一定差异,所有的差异随ET0的增大而增大。Hargreaves法计算结果差异性较小,适用性较好;1948Penman和Priestley-Taylor二方法估值较FAO24 Penman法更接近P-M法的计算结果;缺气象资料时,Priestley-Taylor法可获得较好估值,且更适用于湿润地区;FAO24 Penman法也能获得较好结果,但其估值精度低于Priestley-Taylor法,一般不宜采用。同时分析了P-M法计算的ET0值和水面蒸发量之间的关系,为利用水面蒸发资料估算陕西6地区ET0值提供参考。     

Hargreaves公式在中国农业区的年内回归修正

针对中国范围的Hargreaves(HS)公式线性回归修正研究缺少,区域或站点的修正系数存在时空尺度不统一、推广应用困难的问题,以中国气象数据网发布的中国地面气候资料月值数据集和中国辐射月值数据集中124个站点1957-2016年的气象要素逐月有效观测数据,首先,基于Penman-Monteith(PM)公式和HS公式分别计算各站点逐月的多年平均参考作物需水量ET_0-PM和ET_0-HS;其次,以ET_0-PM为真值,基于1957-2010年的逐月平均ET_0-PM和ET_0-HS,引入中国农业综合区划作为空间分区框架,通过回归分析获取中国38个陆地农业子区的HS公式校正系数a和b;最后,以2011-2016年为应用验证区间,通过逐月比较ET_0-HS校正前后的6 a平均相对误差,验证联合国粮农组织(FAO)推荐的HS公式校正方法在中国农业区的适用性,并进一步基于误差结果的对比分析,提出各农业区HS公式校正系数a和b的逐月最优取值方案.结果表明:各农业区之间回归计算的HS公式校正系数a和b并无明显的变化规律,但系数b稳定在0.8左右,系数a则在区域之间的差异较大,徘徊于-0.22~1.10;校正前后的ET_0-HS均存在不同程度的误差,但校正后的ET_0-HS误差明显降低,平均相对误差降低了20%,最大相对误差降低约100%.因此经验证,FAO推荐的HS公式回归校正方法简单易行,可操作性强,对中国各农业区大规模使用简化的方式快速获得较准确的参考作物需水量,具有一定的推广价值.     

Comparison of artificial neural network models and empirical and semi-empirical equations for daily reference evapotranspiration estimation in the Basque Country (Northern Spain)

Reference evapotranspiration (ETo) determination is a key factor for water balance and irrigation scheduling. Evapotranspiration can be measured directly by high-cost micrometeorological techniques, or estimated by mathematical models. The combination equation of Penman–Monteith, modified by Allen et al. [Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M., 1998. Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage, Paper no. 56. FAO, Rome] (PM56), is the reference equation for ETo estimation. This method is also appropriate for the calibration of other ETo estimation equations. The utilization of these calibrated ETo equations is recommended in the absence of data of any of the meteorological parameters necessary for the application of PM56. In addition to the use of classic ETo equations, the adoption of artificial neural network (ANN) models for the estimation of daily ETo has been evaluated in this study. ANNs are mathematical models, whose architecture has been inspired by biological neural networks. They are highly appropriate for the modelling of non-linear processes, which is the case of the evapotranspiration process. Seven ANNs (with different input combinations) have been implemented and compared with ten locally calibrated empirical and semi-empirical ETo equations and variants of these equations (with estimated meteorological parameters as inputs). The comparisons have been based on statistical error techniques, using PM56 daily ETo values as a reference. ANNs have obtained better results than the locally calibrated ETo equations in the three groups of evaluated methods: temperature and/or relative humidity-based methods (0.385 mm d⁻¹ of root mean square error (RMSE)), solar radiation-based methods (0.238 mm d⁻¹ of RMSE), and methods based on similar requirements to those of PM56 except for the estimation of solar radiation and/or relative humidity (0.285 mm d⁻¹ of RMSE).     

a_s和b_s取值对参考作物蒸发蒸腾量计算结果的影响

Penm an-Monte ith公式中as和bs是计算净辐射不可缺少的参数,采用江苏射阳2002年日气象资料,分别采用FAO56推荐值和邻近地区南京市的校正值进行计算,得到了日参考作物蒸发蒸腾量和相应的太阳辐射与净辐射资料。分全年、夏半年和冬半年等不同情况分析了2种取值方案计算结果的差异。结果表明:采用邻近站点推荐值计算得到的参考作物蒸发蒸腾量ET0和净辐射Rn计算结果与FAO推荐值计算结果相比偏大,并且在计算值较小的冬半年误差也相对较大。与此相反,采用邻近站点推荐值计算得到太阳辐射Rs的计算结果偏小,并且在计算值较大的夏半年误差更大。因此,参数as和bs的选择对于参考作物蒸发蒸腾量计算结果的影响是不可以忽略的,尤其在辐射较低、蒸腾较弱的冬半年,根据实测的辐射资料进行校正是很有意义的。     

石河子垦区50年ET0变化对棉花单产和灌溉水量的影响

采用FAO推荐的Pehman-Monteith公式计算了石河子垦区ET0。结果表明,50年来ET0整体呈上升趋势,按照气候变化的特点划分二个阶段,第一阶段ET0的相关性弱于第二阶段,1987年后ET0递增趋势明显。ET0与棉花单产的关系在第二阶段明显强于第一阶段,ET0与灌溉水量也呈正相关。结合Thornthwaite...     

Lysimetric determination of muskmelon crop coefficients cultivated under plastic mulches

A trial was carried out at the lysimeter station in southern Italy on muskmelon crop cultivated with and without plastic mulch during spring–summer in 2001 and 2003. The objective of the experiment was to verify the reliability of the crop evapotranspiration (ET_c) estimate by means of the most recent update of the FAO Irrigation and Drainage Paper 56, in comparison with ET_c directly measured by two mechanical weighing lysimeters.Crop coefficients (K_c) were determined during different development stages based on lysimetric measures of ET_c and of the reference evapotranspiration (ET₀) estimated through the Penman Monteith and the Hargreaves methods. On melon crop cultivated without plastic mulch, corrected crop coefficients (K_c) following the last FAO Irrigation and Drainage Paper 56 procedures were well correlated with those measured from lysimeter and were as reliable as the ET_c estimate. In contrast, values of K_c proposed by FAO Irrigation and Drainage Paper 56 for crops grown with plastic mulch were meaningfully lowers than those measured from lysimeter, loading to an underestimation of water consumption. On muskmelon, cultivated with and without plastic mulch, it is necessary to adapt development phase duration, suggested by the FAO Irrigation and Drainage Paper 56, to the real phenology of the employed cultivar. An adaptation of the phenology to the real duration of the single phases is essential to avoid error in the estimate of ET_c.     

An evaluation of two hourly reference evapotranspiration equations for semiarid conditions

The methodology proposed by the Food and Agriculture Organization (FAO) (Doorenbos, J., Pruitt, W.O., 1977. Crop water requirements. FAO irrigation and drainage. Paper No. 24. FAO, Rome) and updated by Allen et al. (Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M., 1998. Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO irrigation and drainage. Paper No. 56. FAO, Rome) for calculating crop water requirements is the most extended and accepted method worldwide. This method requires the prior calculation of reference evapotranspiration (ET_o). This study evaluates the FAO-56 and American Society of Civil Engineers (ASCE) Penman–Monteith (PM) equations for estimation of hourly ET_o under the semiarid conditions of the province of Albacete (Spain). The FAO-56 and ASCE equations (hourly time step) were compared against measured lysimeter ET_o values at Albacete for 13 days during the period of April–October 2002 and 16 days during April–October 2003. The average of estimated FAO-56 Penman–Monteith ET_o values was equal to the average of measured values. However, the average of estimated ASCE Penman–Monteith values was 4% higher than the average of measured lysimeter ET_o values. This method overestimated measured lysimeter ET_o values by 0.45 mm h⁻¹.Simple linear regression and error analysis statistics suggest that agreement between both estimation methods and the lysimeter was quite good for the province of Albacete.In this paper, the FAO-56 Penman–Monteith equation for calculating hourly ET_o values was more accurate than the ASCE Penman–Monteith method under semiarid weather conditions in Albacete.     

北京地区潜在蒸散量计算方法的比较研究

利用北京地区1951—2007年的逐日气象资料,选取常用的7种公式计算日潜在蒸散量,并和利用FAO推荐的Penman-Monteith(PM)标准公式计算日潜在蒸散量进行比较。根据线性回归、平方根误差和平均偏差方法分析得出:Penman公式、Kimberly-Penman公式(KP)和Doorenbos-Pruitt公式(DP)与PM相关性较好,KP公式计算的ET0和标准ET0平均偏差和平方根误差均最小,可直接用来计算北京地区的ET0,而Penman公式和DP公式的平均偏差和平方根误差较大,不适合直接计算北京地区的ET0,利用气象数据提出了修正的Penman公式和DP公式。Makkink公式、Priestley-Taylor公式、Hargreaves公式和Turc公式与PM相关性较差,不适合计算北京地区的ET0。北京地区对ET0影响最大的气象因子为饱和水汽压差和净辐射,基于此,提出了2个适合估算北京地区缺资料条件下ET0的经验公式。     

水分胁迫条件下羊草群落生育期双作物系数计算方法的验证

基于浑善达克沙地2005-2006两个不同水文年对羊草、拂子茅、冰草构成的羊草群落生育期生境中气象因子及生理因子野外观测试验数据，用联合国粮农组织FAO-56分册中介绍的方法计算了羊草群落生育期基本作物系数和土壤蒸发系数，并对基本作物系数进行了地区气象因素和牧草单叶气孔阻力校正。用校正后的作物系数模拟计算的蒸腾、蒸发量与实际观测值间进行了拟合相关图、拟合优度参数法的有效性检验。结果表明：计算的蒸发、蒸腾量与实测结果基本接近。考虑水分胁迫时，有条件的地区应该对作物系数进行地区气象因素和单叶气孔阻力校正。