岷江源区Hargreaves法适用性与未来参考作物蒸散量预测

利用岷江源区1961—2010年逐日气象数据,采用FAO 56 Penman-Monteith和Hargreaves公式计算参考作物蒸散量,并以FAO 56 Penman-Monteith为标准对Hargreaves公式适用性进行评价,通过对Hargreaves公式转换系数C0进行修正,建立基于月尺度的参考作物蒸散发公式,结合Reg CM4.0区域模型生成的温度数据,对未来(2011—2099年)研究区参考作物蒸散发量变化进行预测。研究结果表明:通过通径分析发现,在岷江源区气温是影响参考作物蒸散量最重要的气象因子,采用基于温度法的参考作物蒸散发公式具有理论依据;采用未修正的Hargreaves公式明显高估了该区域参考作物蒸散量,特别是在雨季4—10月;修正后的Hargreaves公式绝对偏差与相对偏差显著减小,与FAO 56 Penman-Monteith月值之间均方根误差RMSE为3.76 mm、效率指数EF为0.39、可决系数CD为0.84,吻合系数d为0.8,能够满足研究区参考作物蒸散发估算精度;在未来气候变化情景下岷江源区参考作物蒸散量总体呈增加趋势,气候倾向率为5.6 mm/(10 a)。     

气象资料缺测条件下武汉地区计算ET0方法适用性分析

运用Priestley-Taylor公式, Hargreaves公式和Penman-Monteith公式,对武汉市各典型水文年参考作物腾发量进行了计算,以Penman-Monteith公式的计算结果为标准,对Priestley-Taylor公式和Hargreaves公式的计算结果进行分析。结果表明：各典型年Hargreaves公式计算的ET0值与Penman-Monteith公式计算结果无显著性差异,在气象资料缺测的条件下可直接代替Penman-Monteith公式在该地区使用;而Priestley-Taylor公式与Penman-Monteith公式计算结果有很大差异,使用前须进行修正。     

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。     

泸州市参考作物腾发量计算方法比较与修正

为实现参考作物腾发量（ET0）在气象资料缺失地区的准确计算,探究ET0简便方法在泸州市的适用性,以Penman-Monteith（PM）法作为标准方法,对Hargreaves（Har）法、FAO24 Blaney-Criddle（FAO24 BC）法、Makkink（Mak）法、Priestley-Taylor（PT）法计算的ET0进行适用性分析,并采用线性关系和贝叶斯公式对各方法进行修正。通过误差分析得出,Har、PT法在研究区的适用性较好,RMSE在0.5~1.1 mm/d、PE在10%~15%,误差相对较小,且利用线性关系修正比贝叶斯公式好,线性修正后的Har法、PT法误差分别下降50%、80%左右,可以看出PT法的修正效果比Har法更理想。采用线性关系修正后的PT法更适合代替PM法计算气象资料缺失时的ET0,可为估算作物需水量提供理论依据和数据支持。      

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...     

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。     

城市背景下草地蒸散发及土壤水分变异特性——以扬州区域性草地植被为例

为揭示城市背景下区域土壤水分变异特性及其利用效率,以扬州大学扬子津校区农水与水文生态实验场(P1)及扬州大学江阳路南校区草坪(P2)为研究区,基于实测的水文、气象数据,采用彭曼-蒙蒂斯(Penman-Monteith)公式估算草地生长期内蒸散发量,采用FAO推荐的经修正的彭曼-蒙蒂斯(Penman-Monteith)公式推求参考作物蒸散发量,并对水分有效性进行评价;采用有限差分方法结合非饱和土壤水分运动方程构建一维土壤水分运动模型,通过对观测土壤水分的数值模拟检验模型的适用性,对表层(0～10 cm)土壤水分进行模拟。结果表明:计算时段(2016-10-05-2017-10-04)内,P1、P2的ET_0为1 115.0 mm,略低于该时段的降雨量(1 200.0 mm);计算时段(2017-07-01-2017-09-31)内,P1点的ET累积值为129.7 mm,占同期降雨量的24.2%,P2点ET累积值为122.2 mm,占同期降雨量的22.9%;同期的水分有效性参数m_a分别为0.39、0.37;P1、P2两点土壤水分模拟结果与实测数据之间的均方根误差(RMSE)分别为0.012、0.021,纳什效率系数(NSE)分别为0.830、0.928,表明两点的计算与实测序列的误差较小,构建的一维土壤水分运动模型具有较高的计算精度。研究成果以期为城市化背景下草地植被的土壤水分循环以及基于绿色植被的海绵城市建设提供研究基础。     

气候变化下河北省宁晋县参考作物蒸散量变化趋势及敏感性分析

【目的】深入分析宁晋县气候变化及其蒸散发的变化,为该区域的作物种植管理和灌溉计划制定提供参考。【方法】根据1981—2018年河北省宁晋县气象站的逐日气象资料,计算了极端气候指数,并利用FAO56Penman-Monteith公式计算了参考作物蒸散量(ET0)。分析了各气象要素、极端气候指数和ET0的变化趋势,并利用敏感性分析找出影响ET0变化的主要气象因子。【结果】1981—2018年河北省宁晋县降水量无明显变化趋势,平均温度呈显著上升趋势,日照时间、相对湿度和风速呈显著下降趋势;极端高温指标呈上升趋势,极端低温指标呈下降趋势,极端降水指标无显著变化。【结论】相对湿度是ET0年均值主要影响因子;夏季对ET0月均值影响最大的气象因素为净辐射,其他季节,相对湿度对其影响最大;风速和辐射的降低不仅抵消了温度升高和相对湿度降低对ET0的正影响,还使得ET0呈下降趋势,但下降趋势不显著。     

华北平原杨树人工林蒸散发估算研究

以华北平原人工杨树林为对象,应用Penman-Monteith、Priestley-Taylor和Hamon模型估算蒸散发量,并以Penman-Monteith模型估算结果为基准,对Priestley-Taylor和Hamon模型进行了修正。结果表明,修正前,Priestley-Taylor和Hamon模型与Penman-Monteith模型的相关系数分别为0.388和0.531,Hamon模型估算的月总蒸散发量结果偏高10.9mm,Priestley-Taylor估算的结果偏低27.3mm;修正后,Priestley-Taylor和Hamon修正公式,相关系数分别提高到0.731和0.761。     

基于MODIS数据计算的RLPM模型在黄土高原地区的应用

为了更加准确地估算黄土高原的蒸散发,本文基于FAO56的Penman-Monteith数学模型,结合Leuning提出的叶面积指数(LAI)反演ET的理论思想,提出Remote Sensing Leaf Area Index Penman-Monteith模型(RLPM)。使用MODIS中国合成产品NDVI和研究区气象资料数据反演出所需的参数值,以黄土高原为研究区域,最后可计算研究区域内任意时间、任意地点的日ET值。将本模型的ET反演值与普通的P-M模型得到的反演值进行线性分析,得到相关性系数均大于0.8。该研究旨在丰富蒸散发模型计算方法,提高蒸散发计算的准确度。     

基于Hargreaves的四川地区参考作物蒸发蒸腾量研究

参考作物蒸发蒸腾量是影响作物需水量的关键因素,对农业生产、灌溉指导等具有重要意义。利用四川省内11个国家级地面气象站点1991-2010年逐日气象观测数据,探讨基于Hargreaves的四川省蒸发蒸腾量估算方法。以Penman-Moanteith公式为标准对Hargreaves公式计算结果进行拟合,获取线性修正参数,并对修正后的Hargreaves公式进行验证,分析修正前后相对误差,运用Arc GIS探讨参考作物蒸发蒸腾量及修正参数的四川省内空间分布规律。结果表明利用线性拟合获得的修正参数可有效减小相对误差,四川省内蒸发蒸腾量自西向东在空间上呈现递减趋势。修正后的Hargreaves公式可反映参考作物蒸发蒸腾量实际状况,为作物需水量、农业水资源利用及农田灌溉提供理论指导。     

新疆塔里木盆地绿洲区ET_0计算参数空间变化研究

为提高Hargreaves公式在不同地区的适用性和准确性,改善区域作物需水量的估算精度和灌区灌溉管理水平。基于新疆塔里木盆地绿洲区5个典型气象站1961-2014年逐日气象资料,以最高温度、最低温度、大气顶太阳辐射为自变量,以Penman-Monteith公式计算的ET_0为因变量,对Hargreaves模型参数进行拟合与分析。结果表明:研究区全年和夏季转换系数K变化趋势相同,均从研究区北向南逐渐增大,春、秋、冬季变化趋势则相反;全年和夏季指数系数n变化趋势相同,也均从研究区的南向北递增,春、秋、冬季则从北向南逐渐增加;温度偏移量Toff总体表现为从南向北逐渐增加。率定后的Hargreaves公式与P-M公式的相关指数,全年最大,为0.787,春秋次之,分别为0.704和0.722,冬季最小,为0.454,拟合后的参数标准误表明拟合值全年最准确,冬季最差。     

基于Penman-Monteith公式的关中地区作物系数研究

通过对基于Penman-Monteith公式的作物系数研究,为Penman-Monteith公式在关中地区的推广应用提供参考。采用联合国粮农组织(FAO)先后推荐的Penman修正式与Penman-Monteith公式,计算关中地区30个气象站1961~2001年的参照作物腾发量,确定关中地区冬小麦和夏玉米基于Penman-Monteith公式的作物系数,比较分析基于Penman修正式与基于Penman-Moneith公式的作物系数的差异。在关中地区,冬小麦基于Penman修正式与基于Penman-Moneith公式的作物系数有显著差异;而夏玉米的没有显著差异。在关中地区推广应用Pen-man-Monteith公式计算作物需水量时,目前正在使用的基于Penman修正式的冬小麦作物系数需要校正;而夏玉米作物系数无须校正。     

日光温室作物蒸发蒸腾量的计算方法研究及其评价

对FAO推荐计算参考作物蒸发蒸腾量的Penman-Monteith(缩写为P-M)公式,在日光温室微气候的条件应用作了详细的分析。将P-M公式分为2个部分,即辐射项(ETrad)和空气动力学项(ETaero),推导出了计算温室内参考作物蒸发蒸腾量的P-M修正公式,解决了P-M公式假定温室内风速为“0”所引起的一系列问题。并根据2004年和2005年温室内实测气象数据和水面蒸发对其进行了验证,通过相关分析得出用修正后的P-M公式计算作物蒸发蒸腾量比FAO推荐的P-M公式计算值误差小、精度高。建议在日光温室里使用修正后的P-M公式计算参考作物的蒸发蒸腾量。     

关中地区夏大豆蒸发蒸腾及作物系数的确定

作物系数-参考作物蒸发蒸腾量法是作物需水量计算最普遍采用的方法。作物系数作为该方法的重要参数,它的确定已成为作物需水量研究的关键问题。依据2005-2007年3年田间试验资料,利用Penman-Monteith公式计算了关中地区夏大豆全生育期间参考作物蒸散量,并利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算了作物实际蒸发蒸腾量,由此计算了大豆各生育阶段的作物系数,并分析了大豆作物系数变化规律。结果表明:关中地区大豆全生育期间参考作物蒸散量平均为524.6 mm;大豆作物系数全生育期平均为0.82,在开花~结荚阶段最大,平均为1.22,其次为结荚~成熟阶段,平均为1.05,播种~幼苗最小为0.26;在关中气候背景下,大豆作物系数与大于10℃积温具有较好的二次多项式关系。     

基于SDSM模型的新疆车尔臣河流域ET_0变化模拟

区域蒸散量预测对精准灌溉预报与农田水分管理意义重大。利用新疆车尔臣河流域且末气象站1961-2013年逐日气象资料,采用FAO-56 Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量,基于Hadley Centre Coupled Model version 3(Had CM3)的输出和统计降尺度模型分别对A2(高温室气体排放)、B2(低温室气体排放)情景下研究区2014-2099年ET_0进行预测,并对1961-2099年ET_0的演变特征进行分析。结果表明:基准期(1961-2010年)ET_0整体呈现明显下降趋势;与基准期相比,A2、B2情景下2011-2040、2041-2070和2071-2099年研究区ET_0月和年均值都呈增大趋势;A2情景下3个时期ET_0分别增加0.91、1.75和1.33 mm/a,B2情景下ET_0分别增加1.12、1.96和0.61 mm/a。因此,未来研究区ET_0的上升可能导致水资源短缺与季节性干旱进一步加剧,这为研究区水资源优化管理和灌溉制度制定提供科学参考。     

不同气候区参考作物需水量计算方法对比研究

为探索不同气候区适宜的参考作物需水量计算方法,基于全国不同气候区典型区域9个气象站多年日气象资料,分别利用8种常用计算方法计算参考作物需水量,并以Penman-Monteith公式计算结果为标准,对不同计算方法计算结果进行评价,结果表明,Hargreaves公式在各气候区的精度表现均比较理想,Mc Clound公式和Brockamp and Wenner公式在温度大陆气候区和温带季风气候区表现较为理想,根据不同气候区典型气象站60年(2013年以前)的实测气象资料,率定了不同气候区Hargreaves公式及Mc Clound公式的适宜参数,2014年实测资料验证结果表明,与PM公式计算结果相比,中国不同气候区Hargreaves公式计算结果的RMSE、PE和R2值分别为0.42~0.95 mm/d、0.81%~10.69%和0.66~0.94,在温带大陆气候区和温带季风气候区Mc Clound公式计算的RMSE、PE和R2值分别介于0.80~1.23 mm/d、1.36%~14.52%和0.60~0.87,在温带大陆气候区Brockamp and Wenner公式计算结果的PE值普遍偏高,而在温带季风区(TMZ)Brockamp and Wenner公式计算结果的RMSE、PE和R2值分别为0.95~1.29 mm/d、1.14%~7.87%和0.59~0.81。     

FAO56在鲁西北平原地下水浅埋区的试验验证

利用大型称重式蒸渗仪多年冬小麦季日蒸散量数据,对FAO56推荐的作物需水量计算方法在地下水浅埋区的适用性进行了验证.模拟结果表明,在充分供水的灌溉制度下,即使不考虑地下水补给,单、双作物系数法的模拟结果也较精确,对各生育阶段的模拟误差并没有明显的规律,双作物系数法在覆盖度低的初期和后期可以较好的反映灌溉和降水的影响;当供水较少且不考虑地下水补给时,单、双作物系数法和土壤水分胁迫系数修正法的模拟误差均较大.因此,在地下水浅埋区灌溉和降水偏少时,FAO56计算作物需水量的方法应慎重应用,如何考虑地下水对蒸散发的补给,从而实现FAO56在地下水浅埋区的应用还有待于进一步研究.     

作物系数小时尺度和日尺度关系研究

利用Penman-Monteith公式估算参考作物蒸散,研究了日尺度参考作物蒸散(ET0d)和日内小时尺度参考作物蒸散之和(ET0dh)的关系。结果表明,ET0d和ET0dh以及实际日尺度和日内小时尺度作物系数均显著线性相关;基于Penman-Monteith公式的日尺度和小时尺度参考作物蒸散估算方法可用于作物系数的作物蒸散时间尺度转换。     

变化环境下横断山区参考作物蒸散量时空分布及成因分析

为了确定变化环境下横断山区科学高效的灌溉制度,利用MATLAB编程对横断山区1960-2013年31个气象站点逐月气象资料计算处理,得到横断山区逐月参考作物蒸散量。并通过GIS、完全相关性分析、EOF分析及MORLET小波分析等方法揭示横断山区参考作物蒸散量时空分布及其成因。结果表明:就空间特征而言,横断山区1960-2013年年平均参考作物蒸散量为945.20 mm;呈"南部高于北部,东部高于西部,盆谷地高于山地"分布;海拔低、纬度低、平均温度高、日照相对充足、风速大、相对湿度小及降水少的区域,参考作物蒸散量相应较大,反之较小;横断山区西北部与东北部反向变化趋势明显,保山-大理一线与南部及中部空间变异性显著。就时间特征而言,横断山区1960-2013年平均参考以4.5 mm/10 a递增;1969、1984及2004年为横断山区年平均参考作物蒸散量的转折点;横断山区年平均参考作物蒸散量主周期为27 a,横断山区四季平均参考作物蒸散量除冬季外均保持与横断山区年平均参考作物蒸散量周期一致性。