作物蒸腾量-彭曼penman计算方法.doc

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1、四、作物蒸腾量ETc的计算流程4.1ETc计算方法的选择作物蒸腾量由参考作物蒸腾量ET0和作物蒸腾系数Kc乘积确定。目前，计算参考作物蒸腾量（ET0）的方法主要有蒸发皿法、Penman-monteith、Blaney-Criddle、Priestly-Taylor、Hargreaves和FAO-24Radiation等方法。Penman-monteith、Blaney-Criddle、Priestly-Taylor、Hargreaves和FAO-24Radiation等公式都是采用环境参数、如空气温度、空气湿度、风速等经过计算获得参考作物蒸腾

2、量。由于Penman-monteith公式使用常规气象资料即可求得ET0，特别是在变化的气候环境，计算时间尺度较短的情况下，研究证明Penman-monteith公式计算精度优于其它公式，又具有易于操作等应用价值，故采用Penman-monteith公式计算参考作物蒸腾量ET0。4.2ETc的计算过程植物蒸腾量ETc由参考作物蒸腾量ET0和作物系数Kc决定，ETc的计算方法如式6所示。ETc=ET0×Kc（6）Penman-monteith公式依据的是能量平衡原理和水汽扩散原理及空气的热导定律，1948年由英国的科学家彭曼提出，由于它的准确性

3、和易操作性，为作物ET0的计算开辟了一条严谨和标准化的新途径，FAO-56重新将Penman-monteith公式推荐为新计算ET0的标准方法，成为当前国内外通用的计算ET0的主流，并编入我国《灌溉试验规范》，是现今被广泛应用来计算作物蒸腾量的方法。Penman-monteith公式以时间尺度分为小时、天和月三种计算方法，在能够获取小时环境数据的情况，小时为尺度的Penman-monteith公式更为准确。本文采用小时计算方法计算当前的ET0，采用天计算方法预测未来三天的ET0。Penman-monteith公式以小时为尺度的计算公式如式7。

4、ET0=0.408ΔRn-G+γ37Thru2es-eaΔ+γ1+0.34u2（7）其中各变量的含义为：ET0[mmday-1]，小时内的参考作物蒸发量；Rn[MJm-2day-1]，小时内的作物表面的平均净辐射；G[MJm-2day-1]，土壤热通量；Thr[°C]，小时内的平均温度；u2[ms-1]，小时内两米处的平均风速；es[kPa]，饱和水汽压；ea[kPa]，实际水汽压；D[kPa°C-1]，Δ为饱和水汽压温度曲线上的斜率（kPa/℃）；r[kPa°C-1]，γ为温度计常数（kPa/℃）。公式中，T、u2可以通过测量获得，γ、es

5、、ea、Δ、Rn可以利用可获取的参数通过计算获得，G一般认为夜间是Rn的0.5倍，白天是Rn的0.1倍。温度计常数γ与大气压力相关，在已知海拔高度的情况下可以利用公式8计算得到。γ=0.665×10-3×101.3293-0.0065z2935.26（8）其中z为海拔高度。es为饱和水汽压，是一个与温度相关的参数，可以通过公式9获得。es=e0Thr=0.6108exp17.27ThrThr+237.3（9）ea为实际的水汽压，在已知空气湿度的情况下，可以由公式10计算获得。ea=e0ThrRHmean100（10）RHmean小时内的平均空

6、气湿度。Δ为饱和水汽压温度曲线上的斜率，它是一个空气温度的函数，可以由公式11计算得到∆=40980.6108exp17.27ThrThr+237.3Thr+237.32（11）小时内作物表面的平均净辐射Rn由净太阳辐射与净长波辐射的差决定，如公式12。净太阳辐射可以由式13计算，式13中Rs为太阳辐射传感器获取的数值，α为作物表面的反射率。净长波辐射Rnl可以利用宇宙辐射Ra，平均温度Thr，太阳辐射Rs和实际的水汽压ea利用公式14计算获得，宇宙辐射的计算方法如公式15。公式15中的φ、δ、ω1、ω2在已知经纬度和时间的情况下可以通过计算

7、获得。Rn=Rns-Rnl（12）Rns净太阳辐射，Rnl净长波；Ra宇宙辐射。辐射。Rns=(1-α)Rs（13）Rnl=σThr42(0.34-0.14ea)1.35Rs(0.75+2×10-5)Ra-0.35（14）Ra=12(60)πGscdr[ω2-ω1sinφsinδ+conφcosδ(sinω2-sin⁡(ω1))]（15）Gsc[MJm-2min-1,]，太阳系数=0.0820；dr[m]太阳到地球的距离；d[rad]太阳入射角；j[rad]经度；w1[rad]太阳起始入射角；w2[rad]太阳最终入射角。通过以上方法的计算，

8、可以获得每个小时的ET0，对于每天的ET0可以用累加的方法获得。在进行未来ET0预测时，主要依靠气象部门提供的天气预报数据，无法得到精确的每小时的数值。为此，在预测