半干旱区ET0计算公式中主成项的实用性分析

以我国半干旱杨凌气候区为例,对ET₀计算中ASCE推荐的标准ASCE-Penman-Motheith（标准ASCE-PM）、Penman-Motheith （PM）、修正Penman（MP）和Priestley-Taylor 4种公式主成项的实用性进行了分析：以天（旬）为时间计算尺度时,各公式计算值变化趋势基本一致,标准ASCE-PM公式ET₀计算值均大于PM公式,Priestley-Taylor、MP公式ET₀计算值与标准ASCE-PM公式相比有大、有小。各公式计算值中, ET₀值的大小主要受ETrad项的影响。风速也是影响ET₀计算结果的主要因子,风速较大的情况下,MP公式计算ET₀值大于PM公式的计算值;以小时为时间计算尺度时,白天和夜间的不同,标准ASCE-PM公式与PM公式的计算值也有明显差异。日照时数不同,PM公式的应用效果也不同。     

ET_0计算公式设定条件下冠层阻力的实验率定研究

本文通过对我国半干旱区参考作物(修剪苜蓿)ET0值的率定实验研究,揭示了在ET0计算公式设定条件下冠层阻力rc的变化规律,认为:随着作物生育期的延长,冠层阻力呈现递增趋势,且生育中期实验条件及结果比较接近ICID和FAO建议ET0值的设定条件,期间冠层阻力变化幅度在86.9 s/m和66.3 s/m之间;冠层阻力的日变化过程呈现“U“形,最低点出现在中午,低于50s/m,最高点出现在早晨8∶00、20∶00,普遍高于100s/m;在冠层阻力PM、Todorovic计算公式中,共同影响rc的主要参数有:ra、es-ea、Rn、ET0,采用PM公式对这几项参数与rc-PM值进行多元回归分析,表明ET0对rc-PM值的影响最显著,其次是ra、Rn值,而es-ea对rc-PM值的影响不显著,本研究有助于参考作物rc数值的动态揭示和影响因子分析。     

乌鲁木齐参考作物蒸散量计算方法的比较

以Penman-Monteith方法为标准,利用Hargreaves方法,Priestley-Taylor方法和FAO-17 Penman方法计算乌鲁木齐的参考作物蒸散量ET0(Reference Crop Evapotranspiration),对计算结果分别作了对比分析,并对不同的方法进行相应的修正。结果表明:(1)乌鲁木齐的ET0季节分布极不均匀,表现出夏季、春季、秋季、冬季依次减小的趋势;(2)总的来说,PT和HG方法的估算值比PM的标准值要偏低,F17方法的估算值比PM方法的标准值要偏高,造成不同方法的估算偏差的主要原因是由于各自选用了不同的辐射项和动力项所致;(3)在气象资料缺乏、精度要求不高的时候,PT方法能够用来计算乌鲁木齐的ET0,如果精度要求较高,可以使用修正后的公式;(4)修正后的HG公式计算结果最接近PM方法的标准计算结果,如果使用HG方法估算乌鲁木齐的ET0,必须先进行修正;(5)F17方法采用了与PM方法不同的风速修正方案,修正前后的误差都较大,不适用于乌鲁木齐ET0的计算。上述方法在其它地区的适用性有待进一步检验。     

参考作物蒸发蒸腾量计算方法在额尔齐斯河流域的适用性研究

基于额尔齐斯河流域5个气象站哈巴河、吉木乃、福海、阿勒泰、富蕴站1962-2012年的日观测气象资料,选用7种方法计算各站历年逐日参考作物蒸发蒸腾量(ET0),并以FAO Penman-Monteith法计算结果为标准,建立7种方法间的拟合关系,以比较日尺度与月尺度下各计算方法的精度与地区适宜性。结果表明:在额尔齐斯河流域,7种方法计算的参考作物蒸发蒸腾量变化趋势基本相同,但数值上有一定差异;Kimberly Penman法、HargreavesSamani法与FAO Penman-Monteith法计算结果接近,适用性较好;对于缺少气象资料地区,使用Hargreaves-Samani法可获得较好估值;同时分析了7种方法计算的ET0与实测的水面蒸发量之间的关系,利用拟合公式,可以用水面蒸发资料估算该地区ET0值。     

新疆和田与陕西西安的ET_O的比较

对干旱区和半湿润区的参考作物蒸散量ET0进行比较。本文采用世界粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith PM公式(1974)计算得到新疆和田和陕西西安站1956～2005年的逐日ET0序列。将逐日ET0序列统计得到月序列、季序列、年序列,分析了两站的年和四季ET0的长期变化及ET0的年内变化;对年和四季ET0量值进行了影响因素分析。和田和西安的ET0的年内变化和年际变化均呈下降趋势,但是和田的ET0下降趋势不显著,西安的ET0下降趋势显著;气象因素对和田和西安的ET0的影响是相似的,但是日照时数对和田地区的ET0影响比对西安地区的ET0影响弱。     

内蒙古东部牧区缺测数据条件下适宜ET_0计算方法优选

内蒙古东部牧区多地处偏远边疆,气象站点有限,应用FA056 Penman-Monteith计算ET0相对困难。为了在缺测气象数据条件下准确计算ET0,本文依据该区内典型气象站点资料,以FAO56 Penman-Monteith为标准方法,以FAO17 Penman、Priestley-Taylor、Irmark-Allen拟合法、Hargreaves-Samani法为对照方法分别对ET0进行计算,并对4种方法适用性进行评价。结果表明:Priestley-Taylor与Hargreaves-Samani法计算值较FAO56 PM法计算结果偏大,不适于该地区ET0计算。FAO17 Penman法和Irmark-Allen拟合法与FAO56 PM法计算结果平均相对误差小于15%,计算精度较高,但Irmark-Allen拟合法仅需气温和日照时间气象资料,因此,Irmark-Allen拟合法适宜缺测气象条件下内蒙古东部牧区ET0计算。     

用Hargreaves法与Penman-Monteith法计算ET_0——以太湖流域的应用为例

为了在太湖流域找到一种适合资料缺乏地区的蒸散发计算方法,利用太湖以西宜兴市梅林试验区的气象监测资料,以PM(Penman-Monteith)公式为标准,评价Hargreaves方法计算潜在蒸散发量(ET0,即参考蒸散发量)的效果。结果表明:在太湖流域应用Hargreaves方法计算的ET0与PM方法的计算结果吻合较好。Hargreaves法在日、旬、月尺度上结果与PM法结果均保持较好的变化趋势及峰值的一致性,误差随计算时间段的延长而减小。在阴雨天较多的夏季采用Hargreaves方法计算ET0,结果会明显偏高。两种方法具有很好的相关性,可以此为依据建立修正方程。经过线性回归方程修正的Hargreaves法计算结果平均相对误差明显下降,并且以日ET0结果改进最多。     

小时与日尺度PM公式的参照作物腾发量及其水稻单作物系数值差异

以昆山试验站2012-2013年自动气象站观测的小时气象资料为依据,分别采用ASCE PM公式和FAO56PM公式计算小时ET_0,在对比两种小时ET_0计算结果基础上,通过逐小时累积求和得到日ET_0值(分别记作ET_(0-dhA)和ET_(0-dhF)),进而与日尺度参照作物腾发量ET_0(记作ET_(0-d))进行对比,在明确ET_(0-d),ET_(0-dhA)和ET_(0-dhF)差异的基础上,分析了基于不同ET_0确定的水稻单作物系数差异(分别记为K_(c-d)、K_(c-dhA)与K_(c-dhF))。结果表明:在水稻不同生育阶段内,小时ET_0值大致呈抛物线型日变化,在中午时ET_0达到最大,午夜则最低; 2种PM公式计算得到的小时ET_0值存在微小差异,差异范围在-0. 02～0. 5 mm/h内,白天ASCE PM公式计算值偏大,夜间则无明显规律。在日尺度上,ET_(0-d),ET_(0-dhA)和ET_(0-dhF)三者之间具有良好的线性关系,大小关系表现为:ET_(0-dhA) ET_(0-d) ET_(0-dhF)。总体上,由实测日腾发量ET_a求得的节水灌溉水稻单作物系数大于按照FAO推荐方法确定的作物系数值,且采用不同日ET_0计算结果得到的水稻K_c值之间的大小关系为:K_(c-dhA)K_(c-d)K_(c-dhF),但其差异较小,差异程度在5%以内。     

基于气温预报的HS公式短期逐日参考作物腾发量预报评价与分析

为了开展基于气温预报Hargreaves-Samani(HS)公式短期逐日参考作物腾发量预报评价分析,收集南京站2002—2013年逐日观测气象数据和2012—2013年预见期7 d的逐日天气预报数据,采用FAO-56 Penman-Monteith(PM)公式及2002—2012年气象数据计算逐日ET₀(参考作物腾发量),并对Hargreaves-Samani(HS)公式参数进行率定。采用率定后的HS公式开展2012—2013年预见期7 d的ET₀预报,并对预报结果进行精度评价和敏感性分析,结果表明:最低温度预报准确率要高于最高温度;校正后的HS公式各相关统计指标较好,HS公式ET₀计算校正值与PM公式计算值总体上一致,校正后的HS公式精度得到提高;ET₀预报精度随预见期增加而下降,且基于最低温预报的ET₀预报精度要高于最高温度;ET₀预报误差对低温预报的敏感性要小于高温预报,ET₀预报误差对夏季温度预报误差敏感性最大,而对冬季温度预报误差敏感性最小。     

江西省潜在蒸散量模型适用性研究

为找出适用于江西省的潜在蒸散量(ET₀)简化计算模型,在仅有温度资料下得出精度最高的模型,本文以区域内南昌、南城、赣州、景德镇和吉安5个站点1961～2017年的逐日气象资料为基础,计算Penman-Monteith(PM)模型、极限学习机(ELM)模型、支持向量机(SVM)模型、随机森林(RF)模型、M5树(M5T)模型和Hargreaves(HS)模型的逐日ET₀数据,结果表明:ELM模型ET₀日值拟合方程斜率为0.973～1.151,与标准值"1"最接近,月值与PM模型标准值拟合效果最高,5个站点RMSE为0.331～0.457mm/d,而R²和E_ns分别达到了0.945～0.969和0.944～0.969,误差最低而一致性最高,综合表明ELM模型精度最高,可作为江西省ET₀计算的标准模型使用.