Priestley-Taylor模型在浮球覆盖下水面蒸发量估算中的应用

针对漂浮覆盖下干旱区平原水库防蒸发节水效果的评估问题,采用Priestley-Taylor(P-T)模型对浮球覆盖下水面蒸发量进行估算.结合完整非冰冻期内浮球覆盖下整体表面能量平衡组分变化权重,通过以下两种方法计算P-T模型系数α:(1)引入波文比β建立P-T模型系数α₁的计算公式;(2)以P-T模型中辐射项为自变量,实测水面蒸发量对应的潜热通量为因变量,通过线性拟合法得出P-T模型系数α₂值.根据波文比β和系数α的月际变化特征,在完整非冰冻期、单数月、双数月3种时间尺度下,对应用于P-T模型的估算效果进行分析.结果表明：P-T模型可较好地估算浮球覆盖下的水面蒸发量,而且系数α₂(0.42～0.44)对应的P-T模型模拟效果优于系数α₁(0.39～0.60)对应的P-T模型模拟效果.该研究结论对科学评价浮球覆盖下干旱区平原水库防蒸发节水效果具有参考价值.     

西双版纳1961～2000年年蒸发变化特征及影响因素分析

蒸发量作为地表水分平衡和热量平衡的重要组成部分,对全球的水分平衡起重要作用.根据西双版纳州3个气象观测站1961～2000年实测资料,分析了气候变暖背景下西双版纳州1961～2000年蒸发能力(水面蒸发量)的变化趋势;并利用相关分析技术和通过t检验在0.05和0.01的置信水平下,分析了蒸发能力(水面蒸发量)与降水、平均风速、平均气压、平均水汽压、平均温度、平均相对湿度、平均云量和日照时间8种气象因素之间的相关关系.结果表明,西双版纳州40 a来水面蒸发量呈现上升的态势,影响蒸发能力的主要因素为平均相对湿度、平均云量、降雨量、平均温度和平均风速.其中平均相对湿度、平均云量这2种气象因素对水面蒸发量的影响特别显著.     

衡水湖湖面蒸发模拟在水位预测中的应用

精确的预测湖面蒸发是衡水湖水位预测的关键性问题。2018?2020年开展现场实验,采用水量平衡法测定了衡水湖水面蒸发过程,基于能量平衡和蒸发动力学过程,考虑了湖面植物覆盖区及水面区蒸发面阻力和空气动力学阻力对蒸发过程的影响机理,建立了衡水湖水面蒸发动力学模型。基于Sobol全局性敏感分析方法分析了气象因子、空气动力学因子和湖面因素对湖面蒸发的敏感性。结果表明：所提出的模型具有较高的计算精度,参数率定期和验证期湖面蒸发量的纳什效率系数（NSE）分别为0.744和0.687,模型中辐射项和空气动力学项对衡水湖湖面蒸发的贡献率分别为45.6%～76.8%、23.2%～54.4%。模型有效的反映了植物覆盖区和水面区的阻力对蒸发过程的影响。影响湖面蒸发的因子中,气象因子的一阶敏感性指数均值为0.118,显著的高于阻力（空气动力学阻力和水面阻力）的一阶敏感指数均值（0.028）,辐射、大气温度与其他因素之间交互影响的敏感性最为显著,所提出的衡水湖蒸发量计算方法满足衡水湖水位预警和生态预报的精度要求,具有较高的精度。     

陕西省关中灌区真实节水综合模式研究

田间真实节水是通过调控作物的生理生长过程,减少无效耗水即土壤蒸发和奢侈蒸腾耗水的节水概念.本文针对陕西省关中灌区特殊的农业种植耕作模式,从真实节水的角度,提出了地面覆盖和合理的灌溉制度相结合的节水模式,以减少田间实际蒸腾蒸发量,提高灌溉水分利用效率.     

豫北地区蒸发能力及其变化趋势分析

根据典型观测站实测资料系列,分析了豫北地区近四十年来降水量和蒸发能力(水面蒸发量)的变化趋势;并利用相关分析技术,分析了蒸发能力(水面蒸发量)与风速、温度、湿度、日照等之间的相关关系。分析结果表明,豫北地区近四十年来蒸发能力呈现持续下降的态势,影响山丘区蒸发能力的主要因素为日照、降水量和湿度、风速,而影响平原区蒸发能力的主要因素为风速、湿度和日照、温度。这一重要的科学发现,不仅澄清了以前的一些模糊认识,而且对于重新核定更科学的灌溉定额和制定更合理的灌溉制度具有重要的参考价值。     

乌兰布和沙漠绿洲防护林体系小气候效应研究

【目的】 研究绿洲防护林体系的小气候效应,为绿洲防护林体系的长期经营与健康发展提供科学数据。【方法】 对乌兰布和沙漠绿洲防护林内、外2个气象站36 a(1983—2018年)连续监测的气象数据进行了统计分析,研究了2个站点的大气温度、地表温度、相对湿度、降水量、蒸发量,以及风速的年、季和月变化特征,分析了绿洲防护林内、外小气候的差异并探讨了产生差异的原因。【结果】 ①绿洲防护林内、外的大气温度、地表温度和降水量年际变化特征总体呈上升趋势,相对湿度、蒸发量和风速总体呈下降趋势,绿洲防护林体系使大气温度降低0.2~1.6 ℃,地表温度降低0.10~5.49 ℃,相对湿度增加0.5%~18.6%,降水量增加0.5~100.7 mm,蒸发量降低18.4~1 282.8 mm,风速减小0.45~1.98 m/s;②绿洲防护林内、外的每10 a的气温变化倾向率分别为0.27、0.32 ℃,地温变化倾向率分别为0.28、0.36 ℃,降水量变化倾向率分别为1.8、2.5 mm,相对湿度变化倾向率分别为-0.2%、-1.3%,蒸发量变化倾向率分别为-42.5、-78.4 mm,风速变化倾向率分别为-0.1、-0.2 m/s;③绿洲防护林内和林外大气温度、地表温度、相对湿度、降水量和蒸发量的年内变化规律均为先增加后降低,为单峰曲线,而风速的年内变化曲线为双峰曲线;④绿洲防护林内、外各环境因子具有明显的季节差异,春、夏、秋、冬四季大气温度、地表温度和蒸发量增长率均为林外高于林内;四季相对湿度均为林内高于林外,风速则相反;降水量春、夏季林内高于林外,秋、冬季为林内低于林外。【结论】 绿洲防护林体系具有降低气温和地温、减少蒸发、降低风速、增加空气相对湿度和降水等生态功能,防护林及其内农作物生长季节尤为明显,这对于提高作物产量起着积极作用,进而改良土壤,并对维持绿洲可持续发展起着重要作用。     

基于小波包分解的GJO-XGBoost水面蒸发量预测

为提高水面蒸发量预测精度,提出一种基于小波包变换(WPT)、金豺优化(GJO)算法和极端梯度提升(XGBoost)算法相融合的水面蒸发量时间序列预测模型,通过云南省龙潭站、董湖站、西洋站1991—2021年逐月水面蒸发量时序数据对模型进行检验.首先介绍GJO原理,在不同维度条件下选取4个标准函数对GJO进行仿真测试,并与粒子群优化(PSO)算法的仿真结果作对比.其次采用小波包变换(WPT)对逐月水面蒸发量时序数据进行分解处理,构建XGBoost算法输入输出向量.最后引入GJO算法对XGBoost超参数进行调优,建立WPT-GJO-XGBoost模型对各子序列分量进行预测和重构,并构建WPT-PSO-XGBoost、WPT-GJO-SVM、WPT-PSO-SVM、WPT-XGBoost作对比分析模型.结果表明：在不同维条件下GJO算法寻优精度优于PSO算法.WPT-GJO-XGBoost模型对龙潭站、董湖站、西洋站水面蒸发量预测的平均绝对百分比误差分别为5.491%、4.943%、5.024%,平均绝对误差分别为4.70、3.37、3.39 mm,预测精度优于WPT-PSO-XGBoos...     

西辽河平原蒸发皿蒸发量的气候变化特征分析

利用西辽河平原3个气象站1951～2007年逐月20cm口径蒸发皿蒸发量资料,分析了西辽河平原蒸发量的变化趋势.结果表明,1951～2007年西辽河平原蒸发皿蒸发量在年内呈单峰型分布,蒸发量最小值出现在1月,最大值出现在5月份;近57年来蒸发皿蒸发量总体呈明显下降趋势,蒸发量气候倾向率为-42.9mm/10a,其绝对值高于全国平均水平.不同季节蒸发皿蒸发量变化趋势有所不同,蒸发量下降主要在春季和夏季,秋季不明显,而冬季蒸发量呈上升趋势.     

一次蒸发“异常”的成因分析

2014年8月29日下午,长汀观测站15~17时三个时次蒸发量因强对流天气出现"异常",当班观测员认为这是由于下雨造成,故将该三个时次的蒸发量按缺测处理。事后,我们对降水、气温、地温、湿度、气压、日照和风速等气象要素进行综合分析,认为该三个时次的蒸发量偏大,主要由气温下降导致空气中的饱和水汽压小于蒸发桶内水面的饱和水汽压造成,应按正常处理。     

灵丘和浑源地区蒸发皿不同蒸发现象的对比分析

根据山西省灵丘和浑源两个相邻地区蒸发皿不同的蒸发现象,基于灵丘和浑源1976-2013年的蒸发皿蒸发量的相关资料,分析了蒸发皿不同蒸发现象的变化特征、主要影响因素以及产生差异的原因.结果表明,灵丘地区蒸发皿蒸发量呈现出显著的下降趋势,与"蒸发佯谬"现象一致;浑源地区蒸发皿蒸发量呈显著上升趋势,与"蒸发佯谬"现象相反.年平均蒸发皿蒸发量、年最大蒸发皿蒸发量,灵丘地区大于浑源地区;年最小蒸发皿蒸发量,浑源地区大于灵丘地区.灵丘地区整体为"正距平-负距平"的变化,浑源地区整体呈"负距平-正距平"的变化.灵丘地区蒸发皿蒸发量的突变年份(1986年)早于浑源地区蒸发皿蒸发量的突变年份(1996年).季节变化中,四季的蒸发皿蒸发量由大到小依次为夏、春、秋、冬,四季变化趋势灵丘地区与浑源地区相反.灵丘地区蒸发皿蒸发量的年代际变化为"下降-增加"趋势,浑源地区的年代际变化为整体增加的趋势.灵丘和浑源地区蒸发皿蒸发量年代际的季节变化特征春、冬季的变化一致,夏季和秋季的变化不同.灵丘地区和浑源地区的蒸发皿蒸发量和动力因子(风速)呈正相关;和湿度因子(相对湿度和水汽压)呈负相关.热力因子(气温、日照时数)中,灵丘地区蒸发皿蒸发量与气温呈负相关而与日照时数呈正相关;浑源地区蒸发皿蒸发量与气温呈正相关而与日照时数呈负相关.热力因子(日照时数)是引起灵丘地区蒸发皿蒸发现象的主要影响因素;湿度因子(相对湿度)和热力因子(气温、日照时数)是引起浑源地区蒸发皿蒸发现象的主要影响因素.湿度因子(相对湿度)变化的显著性不同是造成灵丘和浑源地区蒸发皿不同蒸发现象的主要原因.     

二次加湿蒸发降温系统性能研究

构建了二次加湿蒸发降温装置,对系统的性能进行了实验研究.研究结果表明:在风速一定的条件下,入口空气干球温度越高,相对湿度越低,冷却效率越高,制冷效果越好;在干湿球温度一定的条件下,入口风速越大,冷却效率越低,当风速超过3.5m/s时,冷却效率低于63%;同等条件下,二次加湿蒸发降温系统的出口温降比直接蒸发冷却系统的出口温降平均高2℃左右,加湿量增加5%～10%,冷却效率提高4%～10%.     

中国西北干旱地区水面蒸发力计算

采用甘肃省河西走廊及青藏高原辐射观测资料重新拟合辐射的计算公式,得到适合于海拔落差大、地形复杂的干旱地区计算蒸发力的修正彭曼公式。用此式和彭曼原式及欧阳海的修正方案分别计算了94站逐月和年水面蒸发力,然后按武威县南营水库和临泽县双来湖水库飘浮在水面和陆上的E-601蒸发器对比观测得出折算系数,将河西走廊和祁连山区15站E-601蒸发器的测值转换成大水面的蒸发量。与上述三种方案的计算值对比,本方案的相对误差最小,仅6.9%。彭曼原式偏大,欧阳海方案在高海拔地区偏小。     

抗旱节水材料与制剂2014年度进展报告

课题实施至今,系统开展了功能型保水制剂、土壤表面覆盖材料、不同类型植物源抗旱节水制剂原材料筛选、性能优化及应用效果验证;农田水分转化过程、不同处理作物秸秆还田效应、有机无机复合土壤扩蓄增容材料研发及生物发酵废弃物的土壤结构改良等方面的研究。其中,生物质无环境负荷型保水制剂吸水倍率达100以上,释水效率达85%以上;磷钾赋肥保水功能新材料养分持续释放能力增加10~20倍,成本降低20%~35%;新型气孔免疫植物蒸腾抑制剂的蒸腾抑制率35%以上;研制出有机无机复合型土壤扩蓄增容材料,应用后使土壤有效孔隙增加5%,土壤水分无效蒸发降低10%,作物水分利用效率提高20%。     

联合TM和NOAA数据研究黄河三角洲地表蒸发(散)量

不同类型下垫面水热传输机制不同,利用专题地图(TM)数据将黄河三角洲分为植被覆盖区域、裸地和水面3类计算区域,结合NOAA数据,根据SEBS(surface energyba lance system)模型并适当修改,分别建立植被、裸地和水面蒸发(散)模型,依据模型计算了黄河三角洲区域蒸发(散)量。黄河三角洲蒸发(散)量较高,2002年农田平均蒸发(散)量814mm,湿地平均蒸散量为843mm,裸地蒸发量变化较大,平均为637mm,与地表湿润程度有关。计算的冬小麦、棉花蒸散量基本接近其需水量;遥感方法计算结果与点上观测结果比较接近,说明计算结果符合实际。     

祁连山天涝池流域不同覆被和人类干扰下亚高山草地蒸散发研究

2017年利用Lysimeter蒸散仪对不同覆被和人类干扰下祁连山亚高山草地实际蒸散发进行观测.结果表明,日尺度上蒸发量,水面最大,平均为5.71 mm/d,裸土最小,为2.75 mm/d. 3种不同覆被条件下(自然状态、垂穗披碱草群落和水面)的蒸发差距不大.模拟人类干扰下(重度放牧、中度放牧、轻度放牧和自然状态),中度放牧日蒸散发量最大,平均为5.10 mm/d,其次为自然状态下的,平均为4.41 mm/d,轻度和重度放牧的相互交替, 4种情况下日蒸散发量差距不大.小时尺度上蒸散发量,自然状态较大,中度放牧下变化较大,轻度和重度放牧下较小.自然条件下,小时蒸散发量与空气温度和净辐射呈显著正相关关系,与相对湿度呈显著负相关关系,与风速无显著性关系.     

滇中地区昆明市潜在蒸发量的时空变化特征

基于昆明市12个气象站1970-2013年的气象资料,采用世界粮农组织(FAO)推荐的彭曼公式估算了12个气象站的潜在蒸发量(Potential Evapotranspiration,PET),采用空间内插统计得到昆明市区域平均气象因子和潜在蒸发量,分析了潜在蒸发量的时空变化特征及成因.研究结果表明,昆明市区域多年平均潜在蒸发量为1 150.5mm,年和季节空间分布相一致,总体呈北高中南部低、高值集中分布在金沙江干热河谷;1970-2013年期间区域年潜在蒸发量显著下降(α=0.05),下降幅度为16.3mm/10a;同期年平均气温、最高气温、最低气温显著增加(α=0.05),年平均风速、年相对湿度和年日照时数显著减少(α=0.05);区域存在"蒸发悖论"现象,体现在1970-2008年期间8个单站;区域年平均风速和年日照时数的减少是造成年潜在蒸发量减少的主要原因,同时区域气温的升高和年相对湿度的减少使得年潜在蒸发量减少的趋势有所减缓,但未改变其减少趋势.春、秋和冬季潜在蒸发量的减少主要受平均风速的影响,夏季潜在蒸发量的减少主要受日照时数的影响.     

阿陶县近46年蒸发量变化特征及原因分析

根据阿克陶县气象站的1964～2009年的小型蒸发皿蒸发量及温度、日照时数、风速、相对湿度等资料,分析了阿克陶县近46年来蒸发量的基本特征、变化趋势和阶段性及引起蒸发量变化的因子.分析结果表明:近46年来阿克陶县的年均蒸发量及四季蒸发量呈显著的偏少趋势,年均蒸发量变化倾向率为-263.17 mm/10a.春、夏、秋、冬...     

单液氮液滴在气流中的蒸发运动特性研究

为了研究低温风洞中液氮喷雾降温蒸发特性,从而从微观上把握整个喷雾过程,以经典蒸发模型为基础,建立了适用于高速气流下的单液滴蒸发模型,计算了高速气流下单个液氮液滴的蒸发过程,得到其蒸发过程中液滴直径、速度、蒸发速率等参数的变化规律,并比较了环境温度、环境压力、气流速度等不同因素对各参数的影响。结果表明:环境温度对液滴蒸发速率影响较大,在100~300K环境温度下,每升高100K,2m的距离内液滴相对蒸发量大约增加18%,而对液滴运动速度则基本没有影响;气流速度越大,对流换热越强,液滴等时间蒸发速率越大,但由于蒸发距离一定,高速气流情况下的实际蒸发量减少,在上述条件下,10~30m/s的速度范围内,相对蒸发量在5%~6%;大粒径液滴具有大的绝对蒸发量,而小粒径液滴的相对蒸发量则较大;随着环境压力的增大,蒸发速率会随之增加。     

《蒸发式冷气机》国家标准起草中的关键问题研究

探讨蒸发式冷气机国家标准起草的主要技术指标.结合起草标准和实际情况分析蒸发式冷气机工作的基本条件、风量的测试、蒸发效率、制冷量、蒸发量、能效比以及噪声等核心问题,给出了我国蒸发式冷气机标准的性能评价指标,为标准的进一步完善提供了理论依据和借鉴方法.     

贵州喀斯特区不同处理下顶坛花椒林地需水及节水补水的研究

通过对试验区顶坛花椒林地的不同小生境在不同处理下需水量及节水补水技术的研究,其研究表明:在喀斯特区不同小生境经覆盖后,各生长发育期土壤含水量提高,蒸发量减少。在各生长发育期需水量明显提高,亏缺水量都下降了;土面、石沟这两种小生境选用石面覆盖,石槽采用枯枝落叶覆盖为优;不同小生境补水期及补水量有较大的差异。