基于天气预报的参考作物蒸发蒸腾量预测模型

参考作物蒸发蒸腾量(ET_0)是计算作物需水量和进行灌溉预报的基本要素。本文利用天气预报可测因子和Penman Monteith(PM)公式ET_0计算值作为基础数据,分别建立BP神经网络模型和ANFIS自适应模糊神经推理系统模型,两种模型的估算值与PM公式的计算值没有明显差异,均表现出显著的相关性以及整体吻合度。本文对两种模型取相同的数据样本进行比较,BP-ET_0预测结果的MRE值为32.13%,RMSE为0.134 mm,而R2达到了0.971,说明模型预测精度高,稳定性良好。相较于ANFIS-ET_0的检验结果,BP-ET_0模型的均方根误差更小(0.134mm/d0.188 mm/d),表明其预测精度更高;而ANFIS-ET_0模型估算值的平均相对误差明显小于BP-ET_0模型估算值(16.92%32.13%),显示出ANFIS-ET_0模型更高的稳定性。两种预测模型的输入项完全可以从当前短期天气预报因子中取得而不需要专用测量设备,程序操作简单,具有实用价值,为实时灌溉预报提供了理论基础。     

基于Blaney-Criddle方法估算潜在蒸散量的评价与校准

为提高Blaney-Criddle(BC)方法在陕西关中地区的估算精度,以Penman方法(PE)为标准,利用1960—1999年陕西关中地区6个站点逐日资料对BC方法进行适用性评价和参数修正,并使用2000—2015年资料对修正的BC方法进行验证,得到基于温度的潜在蒸散量估算方法(CBC方法)。结果表明:BC方法计算的月均ETp(潜在蒸散量)在温度较低时低估,在温度较高时高估。通过改进后,CBC与PE方法计算的月均ETp回归曲线的斜率更接近于1(改进前0.685,改进后0.999 7)。与PE方法的计算结果相比,改进后BC(CBC)计算月均ETp相对误差由-18.022%~16.269%变为1.290%~3.630%,均方根误差由0.529~0.921 mm/d降为0.214~0.283 mm/d;平均偏差由-0.063~0.601 mm/d变为-0.001 121~0.000 737 mm/d。修正前后BC方法计算月均ETp值与PE方法计算值拟合的决定系数由0.942提高到0.966。通过年累计ETp和年内月累计ETp的验证,CBC与PE计算的ETp变化趋势和数值更为接近。综合分析表明,CBC方法能够显著提高潜在蒸散量的计算精度(ETp),可以应用于陕西关中地区ETp的计算。     

Penman-Monteith与Penman修正式计算塔里木盆地参考作物潜在腾发量比较

利用1989~1996年阿克苏水平衡试验站的气象资料,对Penman-Monteith公式和Penman修正式计算的参考作物潜在腾发量进行了比较。Penman修正式计算的参考作物潜在腾发量年值略大于Penman-Monteith公式计算的年值,绝对偏差为42~128 mm,相对偏差为3.3~9.8%,且年际间变化不大。各月的参考作物潜在腾发量变化较大,绝对偏差可正可负,1、2、12月小于0,3~10月大于0,相对误差1、12月较大,2、11月较小,其它月份变化不大。导致计算偏差的原因在于两种公式采用了不同的辐射项和空气动力项计算公式和参数。两种公式计算的参考作物潜在腾发量具有显著的线性相关性。     

Evaluation of some equations for estimating evapotranspiration in the south of Iran

The Penman–Monteith (PM) equation is the most common method of estimating reference crop evapotranspiration (ET _o) for different climates of the world. This equation needs full weather data, however, few stations with complete weather data exist in Fars Province, in the south of Iran. Therefore, other equations based on more readily available weather data, such as temperature and rainfall, can be used instead of the PM equation in Fars Province. Four calibrated equations have been proposed in previous studies for Fars Province using weather data up to 2000. These equations were the Hargreaves equation (H), a new equation based on monthly temperature and rainfall (R), the Thornthwaite equation (T) and the Blaney–Criddle equation (B). Using weather data for 2001 to 2006 from 14 stations in Fars Province and outside the province, this study determined the best equations for estimating ET _o in each month and each station, rather than using the PM equation. The results revealed that equations H, R, T and B showed a good correlation to the PM equation, and can be used to estimate monthly ET _o in the study area. Also, the best equation for each location in Fars Province in each month of the year can be determined by using prepared distribution maps. Furthermore, the results showed that there was no specific relationship between the climate at the station and the best equation for estimating ET _o.     

新疆参考作物腾发量多元回归模型及空间分布

利用新疆境内42个气象站的多年气象资料,应用Penman-Monteith公式计算得到各站逐日和逐月尺度下的ET0值,应用多元统计回归分析得到相应的ET0与主要气象要素的回归方程,作为各地区计算ET0的经验公式.结合ArcGIS软件的空间分析功能,将各站回归方程的系数进行插值得出整个新疆地区ET0经验公式回归参数的空间分布图.结果表明,逐日和逐月尺度下,区域内的ET0空间分布差异显著,南部明显高于北部.回归所得的经验方程用来估算各地的ET0值是合理可靠的.回归所得的经验方程较Penman-Monteith公式简化得多,且具有一定精度,因此有一定的推广价值和应用前景.对于无气象资料地区,通过查图得出参数值,即可推算该区域特定时间尺度下的ET0值.     

应用Penman Monteith模型估算稻田蒸散的误差分析

通过对Penman Monteith模型（PM模型）进行微分处理,从理论上分析了土壤热通量、储热项、表面层阻力和空气动力学阻力对PM模型模拟稻田蒸散的误差贡献;在此基础上提出储热项修正和稳定度修正建议,并对水稻4个生育期修正后的PM模拟结果与原始模型模拟结果进行比较。分析表明：按照一般量级关系,净辐射、土壤热通量、储热项、表面层阻力、空气动力学阻力误差分别为5%、10%、100%、20%和20%时,对蒸散误差的贡献率分别为26.8%、5.36%、53.6%、11.11%、3.17%。在水稻移栽拔节、拔节抽穗、抽穗灌浆、成熟4个生育期,10cm土层的储热量均大于田间水层的储热量,且土层和水层储热量均随生育期推进而降低。水层储热在前两个生育期对蒸散的影响比后两个生育期大,与原始模拟值相比,前两个生育期仅考虑土壤储热修正后7：00-14：00蒸散降低幅度为0.04～0.073、0.02～0.11mm·h-1,仅考虑水层储热修正后蒸散降低幅度为0.006～0.038、0.003～0.015mm·h-1;仅考虑空气动力学阻力修正后4个生育期的蒸散值平均降低了0.00064、0.0134、0.0055、0.0024mm·h-1。     

近46 a六盘山东西两侧参考作物蒸散量特征

基于六盘山东西两侧甘肃平凉市7个气象站1965-2010年逐日气象要素,采用Penman Monteith模型计算了逐日参考作物蒸散量,应用Mann Kendall非参数检验法,分析了年际变化和季节变化特征。结果表明：① 1965-2010年,平凉市参考作物蒸散量多年平均在890～1 142 mm,全市西南部蒸散量最小,东部最大,年内夏季达到最大值,春、秋季次之,冬季最小;② 近46 a来,平凉市大多数站点参考作物蒸散量呈显著下降趋势;③ 影响平凉市参考作物蒸散量季节变化的主要气候因子是风速和日照,其中,风速是影响全市蒸散量呈下降趋势的主导因子。     

风沙区参考作物需水量的计算

根据国内外相关的研究成果 ,分析选择并确定了适宜于风沙区参考作物需水量 (ET0 )的计算模式。利用典型风沙区的气象资料 ,对多年逐旬参考作物需水量及 2 0 0 1年春小麦与春玉米生育时段内逐日参考作物需水量进行了分析计算。结果表明 ,FAO最新修正的 Penman-Moteith公式可较好地用于风沙区参考作物需水量的估算 ,一般 ET0 值在年内与年际间变化较大 ,最高值发生在 6月上旬左右 ,多年平均为 5 .82 mm/ d,最低值发生在 1月上旬 ,多年平均 0 .43 mm/ d左右 ,年内各日 ET0 值受气象因素的影响变幅很大 ,因此 ,精确灌溉应设法提高短期天气预报和灌溉预报的精度