西藏参考作物蒸散量时空变化特征与影响因素

为深入认识西藏参考作物蒸散量(ET_0)的变化特征,采用联合国粮农组织1998年推荐的Penman-Monteith公式计算西藏37个气象站点32 a(1981—2012年)的逐日ET_0,通过联合国防治荒漠化公约提出的全球干旱指数(UNEP)进行气候评价,利用空间插值及Mann-Kendall趋势检验法对西藏及各气候区ET_0时空变化特征进行分析,并通过偏相关分析法对其主要影响因素进行探讨,结果表明:西藏共分为特干旱、干旱、半干旱、干旱半湿润、湿润半湿润和湿润气候区,主要为半干旱气候区。近32 a参考作物蒸散量整体呈减小趋势,变化趋势为-1.508 mm·a~(-1),可将32 a分为3个时段,1981—1989年处于高蒸散阶段,1989年后处于低蒸散阶段,2005年起又持续回升。西藏西部到东部,年际ET_0呈减小趋势。各气候区气象因子的影响基本符合平均气温日照时数平均风速相对湿度,且平均气温、日照时数及平均风速在干旱区的影响较湿润区更为显著。     

1971-2014年青藏高原参考蒸散变化及其归因

研究参考蒸散时空变化格局并辨识其驱动因子，是认识区域水文过程及其对气候变化响应的重要途径。基于修正的FAO 56 Penman-Monteith公式和青藏高原75个台站逐日气象观测资料，分析了1971—2014年高原参考蒸散变化的转折特征，并探讨转折前后的年际与季节变化趋势及其主导因素。结果表明：1971—1996年青藏高原参考蒸散呈急剧下降态势〔-27.07 mm·(10a)^-1〕，而1997—2014年高原参考蒸散增加趋势显著〔40.16 mm·(10a)^-1〕，尤以33°N以南区域最为突出。这与影响参考蒸散变化的气候因子变化趋势的年际转折密切相关。其中，风速变小是1971—1996年高原年参考蒸散减少的主要因素，特别是在高原北部；相对湿度降低则极大地促进了1997—2014年高原主体(除高原北缘外)参考蒸散的显著增加。此外，从季节上看，春、秋、冬季参考蒸散变化的最大贡献因子由之前的风速减小转变为1997—2014年的相对湿度下降；影响高原夏季参考蒸散的主导因子是1971—1996年相对湿度的增加，之后则转变为1997—2014年日照时数的增加。     

北京地区参考作物蒸散量变化趋势及其主要影响因素分析

利用1951~2007年北京气象站的气象资料,采用FAO56 Penman-Monteith公式(PM公式),计算了北京地区每日的参考作物蒸散量(ET0),分析了北京地区各气象要素和ET0的变化趋势,利用敏感性分析找出影响ET0变化的主要因子。研究结果表明:在1951~2007年期间北京地区的平均相对湿度和日照时数呈下降趋势,平均温度呈升高趋势,平均风速呈现先增加(1951~1972年)后下降的趋势(1973~2007年);饱和水汽压差升高造成的ET0值正变化不仅抵消了净辐射降低对ET0造成的负影响,还使得参考作物蒸散量表现为逐渐增加趋势;敏感性分析显示相对湿度和温度是影响北京地区年ET0变化的主要因子;在年内,夏季(6~8月份)对ET0影响最大的因素为日照时数,在其它时间段内,温度对ET0的影响最大。     

利用SEBAL 模型与P—M 公式估算乌裕尔河下游地表蒸散

先通过SEBAL模型估算了乌裕尔河下游沼泽旱地交错区1992年7月9日、1994年7月15日、1995年7月18日、1999年7月13日4个时相的日蒸散量,并通过P-M公式与作物系数进行时间尺度扩展得到了这4个时相所处月份的蒸散量,最后对日蒸散量、作物系数、月蒸散量的特征及其影响因素进行分析.结果表明:日蒸散量的频率分布图呈双峰结构,分别体现了旱地的蒸散特征、湿地与水体的蒸散特征;平均日蒸散量依照1994-07-15、1999-07-13、1995-07-18、1992-07-09的顺序依次降低;时相1994-07-15的平均日蒸散量与平均作物系数最高;通过逐步回归分析发现日平均风速、日照时数、日最低气温对参考作物日蒸散量的影响较为明显.     

河西走廊荒漠-绿洲蒸散对夏季高温天气响应的初步研究

高温事件对水文过程的影响以及生态系统对高温事件的响应成为全球变化关注的重要问题之一。以2010年7月20-30日河西走廊临泽地区出现的持续高温天气为案例,初步探讨了高温期间该地区水面蒸发、参考作物蒸散量和植物蒸腾的变化规律,分析了蒸散产生变化的主要原因,并分析了气温与蒸散之间的关系。结果表明：高温期间水面蒸发量比多年同期平均值增加42%,参考作物蒸散比多年同期平均值增加19%。平均气温和最高气温增加是其变化的主要原因。回归分析表明,在2005-2009年7月20-30日平均气温距平值每升高1 ℃时,水面蒸发距平值增加0.58 mm;最高气温距平值每升高1 ℃时,水面蒸发距平值增加0.39 mm。而对于参考作物蒸散而言,在2005-2009年7月20-30日平均气温距平值每升高1 ℃,参考作物蒸散量距平值增加0.11 mm;最高气温距平值每升高1 ℃,参考作物蒸散量距平值增加0.06 mm。荒漠灌木沙拐枣蒸腾速率在2010年高温期比2008-2009年同期平均值增加373%,在2008-2009年7月20-30日,相对湿度距平值每增加1%,蒸腾速率减少0.39 g•cm-²•d-¹。     

基于湿润指数的新疆甘家湖地表干湿状况变化趋势

利用1953—2013年甘家湖梭梭林自然保护区内精河和乌苏气象站的逐月气象资料,采用伊凡诺夫公式计算出了逐月潜在蒸散量和湿润指数,分析了地表干湿状况的年际变化、季节变化及其主要影响因素。结果表明:1冬半年、夏半年和全年的多年平均潜在蒸散量分别为298、1 107 mm和1 407 mm,潜在蒸散量在冬半年随时间呈下降趋势,在夏半年和全年潜在蒸散量呈明显上升趋势。2春、夏季湿润指数的年际变化呈减小趋势,秋、冬季和全年湿润指数的年际变化呈增加趋势。根据湿润指数相对应的气候区划标准,春季甘家湖自然保护区为半干旱地区,夏季和秋季为极干旱区-干旱区,冬季为干旱区的亚湿润区-湿润区。3湿润指数与降水量、水汽压和相对湿度呈正相关,与风速、气温和日照时数呈负相关;相对湿度变化对湿润指数变化影响最大,其次是日照时数、气温、水汽压和降水量,影响最小的是风速。     

近60年玛河流域绿洲蒸散量变化趋势及其影响因素分析

蒸散量的变化是地表热量和水量平衡中直接受气候变化影响的重要一项,文中采用PenmanMonteith公式计算潜在蒸散量,利用小波分析、Mann-Kendall法等多种统计方法对新疆干旱区玛纳斯河流域近60年蒸散量进行了定量分析。结果表明:玛纳斯河流域多年平均蒸散量为1521.43mm,年蒸散量的增加幅度为15.8mm/10年,在近60年呈现增多-减少-增多-减少的变化趋势,2005年为突变点,18年为蒸散量变化的震荡主周期,通过降水量、温度、风速和蒸散量的相关性分析表明,温度升高是蒸散量增加的主要原因,气温和风速是影响玛纳斯河流域潜在蒸散量的主要因素,降水量对蒸散量的影响最小。     

1971-2010年东北三省平均地面风速变化

利用1971-2010年逐月观测资料,分析东北三省年、季节和月平均地面风速变化的时空特征。结果表明：① 东北三省年平均地面风速变化呈显著递减趋势,变化速率为-0.23 m·s^-1·(10 a）^-1,1971-2000年（前30 a）、1981-2010年（近30 a）和1991-2010年（近20 a）平均地面风速变化均呈显著递减趋势,线性变化速率分别达-0.25 m·s^-1·（10 a）^-1、-0.20 m·s^-1_·（10 a）^-1和-0.17 m·s^-1_`（10 a）^-1,均通过了0.001显著性检验;② 近40 a东北三省各季和逐月平均地面风速变化趋势呈显著递减趋势,均通过了0.001显著性检验;春季递减速率最大,冬、秋季次之,夏季最小;③ 近40 a东北三省地面年平均风速的趋势变化除个别站点外,其他均呈现出比较一致的显著递减趋势,但最近20 a呈显著递减趋势的站点数在减少,递增趋势的站点数增多。     

泾河上游典型站近45年参考作物蒸散量变化特征

为了更好地探讨泾河上游地区植被耗水的变化情况,利用泾河上游4个典型站点近45 a的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式,计算了日参考作物蒸散量,并对ETo的日、月、年值的变化特征进行了分析,同时分析了影响ET0的主要气候因子.结果表明:泾河上游ET0的日均值和月均值与大气温度、日照时数等气象要素均达到极显著相关,与风速的相关程度最低,ET0日变化和月变化均呈现为相似的单峰型变化趋势,峰值出现在夏季7月份.近45年来,只有隆德ET0年值呈显著性增加,其他站ET0年值变化不明显.固原的夏季,隆德的冬、夏、秋季的ET0呈显著性变化,其他站各季节变化均不明显.     

科尔沁沙地青贮玉米蒸散量的估算与分析

为准确估算科尔沁沙地青贮玉米实际蒸散量的变化规律,选用ASCE Penman-Monteith(ASCE-PM)模型计算参考作物蒸散发(ET0);利用双作物系数模型模拟土壤含水率与对应实测值进行统计分析,根据均方根误差、一致性指数、平均绝对误差和Nash-Sutcliffe效率指数4个指标以及回归系数和决定性系数对双作物系数模型进行率定和验证,然后模拟青贮玉米的作物系数,与ASCE-PM模型结合后模拟青贮玉米的蒸散发、棵间土壤蒸发和作物蒸腾规律,并分析其影响因素。结果表明:双作物系数模型准确地模拟土壤含水率和棵间土壤蒸发的变化过程,率定各阶段基础作物系数为0.25、0.9和0.5。棵间土壤蒸发先由播种时峰值下降到较低水平,于收割前有所回升;蒸腾速率除刚出苗和收割前呈单峰变化外大部分时段呈双峰变化,日内变化规律大体为中午高,早晚低,自出苗之日起生长中期后半段处于较高水平,之后逐渐减弱。青贮玉米蒸散量与太阳辐射线性关系最为显著(R=0.643),与气温、空气湿度和风速的相关性依次次之。ASCE-PM模型空气动力项5 d尺度贡献率为27.94%~77.66%,且随风速同增减。综上所述,ASCE-PM模型结合双作物系数可较好估算科尔沁沙地青贮玉米的实际蒸散量,以及棵间土壤蒸发和作物蒸腾量。     

乌鲁木齐市近43年风速气候特征分析

利用乌鲁木齐市1961-2003年逐日平均风速资料,分析了乌鲁木齐市近43年风速的基本气候特征、变化趋势和年际、年代际变化等。其主要结果是:乌鲁木齐市年平均风速为2.47m.s-1。一年四季中夏季的平均风速最大为3.08m.s-1,冬季最小为1.52m.s-1,春季和秋季则分别为2.94m.s-1和2.31m.s-1。近43年乌鲁木齐市春季、夏季、秋季、以及年风速呈下降趋势,而冬季呈上升趋势。Morlet小波分析表明乌鲁木齐市风速变化具有准6、8年的年际尺度和准13、21年的年代际尺度周期变化,其中准13年周期振荡最为强烈。乌鲁木齐市风速变化是不同尺度周期振荡综合作用的结果。     

科尔沁沙地西部蒸发皿蒸发量变化及其影响因子分析

以科尔沁沙地西部为研究区域,利用其1981—2016年气象观测资料,采用线性趋势法、Mann-Kendall趋势检验和Sen坡度估计法,对蒸发皿蒸发量及其主要影响因子的变化趋势进行了分析。运用偏相关、主成分分析及多元回归分析方法,探讨了蒸发皿蒸发量变化的成因。结果表明:在过去的36 a,蒸发皿蒸发量和风速均呈显著的下降趋势(P0.001),总云量与低云量则显著增加(P0.001)。不同季节蒸发皿蒸发量及风速均呈显著下降趋势(P0.001),而低云量呈显著增加趋势(P0.001),蒸发皿蒸发量春季、夏季的下降速率较秋季、冬季大。风速下降及云量的增加是蒸发皿蒸发量下降的主要影响因素。     

西藏地区潜在蒸散量时空格局特征及影响因素研究

利用1981—2018年西藏地区38个气象站点的逐日气象观测资料,采用联合国粮农组织Food and Agriculture Organization of the United Nations(FAO)推荐的Penman-Monteith公式估算了各站点的潜在蒸散量(ET_0),分别从趋势性、突变性以及周期性分析了ET_0的时空变化格局及其影响因素。结果表明:在时间尺度上,西藏地区ET_0均表现出先"下降"后"升高"的趋势,其中"下降"阶段ET_0整体呈显著的降低趋势(除冬季外),"升高"阶段呈显著的增加趋势(除春、夏季)。在空间尺度上,春、夏季表现出减少和秋冬季、年际表现出增加的趋势。发生突变的站点主要分布在中南部和东北部区域,时间集中在20世纪80年代;年均ET_0变化的第一主周期为33 a(2013年)。此外,平均风速和相对湿度是影响年及季节ET_0的主要因素,同时平均风速、相对湿度和最高温度对ET_0的影响趋势具有很强的一致性。     

基于能量平衡算法的精河流域绿洲蒸散发时空变化模拟

基于1998、2007年和2011年三期遥感影像数据,利用SEBAL模型对研究区蒸散发进行了估算,并采用morlet小波分析和M-K突变检验,对实际蒸散量时空格局、变化特征及周期性进行了研究。结果表明:1998—2011年,研究区实际日蒸散发从4.90 mm下降到4.46 mm,总体呈下降趋势;研究区中部艾比湖湖面为极高值,其范围为7.3~9.32 mm,西北部、北部和东部为蒸散量低值区,其范围为0.53~1.27 mm;研究区不同土地类型的日蒸散量中未利用地最小,其次是建设用地,除水体外林地和耕地最高;研究区蒸散量存在26~30 a的周期变化规律,预测2022年将再次转入下降,而2030年蒸散量则将再次进入上升周期。     

黄河上游重要水源补给区参考作物蒸散量变化特征分析

利用甘南牧区4个气象观测站1971-2010年的地面气象观测资料,运用Penman-Monteith公式计算得出牧区四站逐月ET0值.通过统计分析、相关分析、小波及Mann-Kendall法等方法对甘南牧区ET0的变化特征进行了分析,并就高原上气象因子与ET0的相关性做了进一步研究.结果发现甘南牧区各县ET0年际变化呈逐年上升趋势,上升趋势达8.8～ 19.5mm/10a;1985年以前有明显的准10 a周期,2000年到2010年间出现了准5 a周期;在90年代以后的20年中上升更快,并于1996年以后出现了突增.牧区ET0夏季最大,并且逐年上升最快;冬季最小,逐年上升最慢.牧区ET0的空间分布不均匀除了与当地高原特殊地形地貌复杂性有关外,还与影响参考作物蒸散量的主要气象因子的不同有关.     

东北地区湿润指数及其干湿界线的变化特征

利用1961～2007年东北地区124个气象站的温度、降水、风、水汽压、日照等气候资料,采用Penman-Monteith-模型计算参考蒸散量,进一步计算了湿润指数,分析了参考蒸散量和湿润指数的变化趋势及干湿界线的变化情况.结果表明:湿润指数总体呈下降的趋势,变干趋势发生在半干旱半湿润气候区及湿润气候区的大部分地区,湿...     

1961～2010年甘肃合作地区草地潜在蒸散量及地表湿润度变化特征

为了对青藏高原东北部边坡地带潜在蒸散量和地表湿润度的变化进行研究,利用甘肃省合作市气象站1961～2010年的地面气象观测资料,根据Penman-Monteith模型计算了合作地区草地潜在蒸散量,发现合作地区年潜在蒸散量呈明显上升的趋势,上升趋势为13.0mm/10a;地表湿润度以-0.02/10a的趋势减小,出现了明显的暖干化趋势。温度升高和相对湿度下降是造成合作地区草地潜在蒸散量上升的主要气候影响因子,同时日照时数增加、降水量减少和风速增大对合作地区草地潜在蒸散量上升也有重要影响。     

利用Penman-Monteith法和蒸发皿法计算农田蒸散量的研究

根据西北农林科技大学灌溉试验站1998－2000年实测数据，用Penman-Monteith法计算了参考作物日蒸散量（ET0），用大型称重式蒸渗仪测量作物逐日实际蒸散量（ET），计算了作物系数（Kc），用蒸发皿法估算了农田蒸散量。对耗水量进行误差分析表明，冬小麦估算耗水最大偏差为13％，夏玉米估算耗水最大偏差为18％，这表明简易的蒸发皿方法估算作物耗水量是有效可行的。     

石羊河流域参考作物蒸散发时空变化及其对气候变化的响应

基于石羊河流域8个气象站点1984—2019年逐日气象资料,分析参考作物蒸散量(ET0)时空变化规律,多种定性与定量分析方法结合,揭示ET0变化与气象因素间的相关关系,确定主导气象要素,探明ET0变化对主导因子敏感程度及贡献.结果表明:石羊河流域ET0上升趋势显著,流域大部分区域达到0.05显著性水平;空间上呈现由南向...     

参考作物蒸散量计算方法在极端干旱区的适用性

参考作物蒸散量不同计算方法在极端干旱的塔克拉玛干沙漠腹地的适用性鲜有研究。依据塔克拉玛干沙漠腹地收集的2005-2010年的气象资料,以Penman Monteith为标准,运用8种参考作物蒸散量不同计算方法,探讨在塔克拉玛干沙漠腹地的适用性及计算结果的差异性。结果表明：在极端干旱的塔克拉玛干沙漠腹地,Penman1948、FAO24-Penman、Irmark Allen、Makkink、Priestley Taylar计算结果偏小,而FAO Penman修正法计算结果偏大,仅Kimberley Penman和Hargreave与Penman Monteith的计算结果没有显著差异。 以2004年3-12月气象资料检验Penman1948、FAO24-Penman、Irmark Allen、Makkink、FAO Penman修正法和Priestley Tayla修正公式,计算结果与Penman Monteith月偏差仍然较大。偏差较大的原因是3种Penman计算方法均采用了不同的风速修正方法,由风速引起的空气动力项所占的参考作物蒸散量月贡献率不同,而Irmark Allen、Priestley Taylar和Makkink 3种方法仅考虑了辐射项,忽略了空气动力项。因此,这6种计算方法在极端干旱的塔克拉玛干沙漠不适用,仅有Kimberley Penman和Hargreave可以适用。