作物蒸发蒸腾量计算公式.doc

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1、作物蒸发蒸腾量计算公式一、采用彭曼—蒙蒂斯（Penman—Monteith）法计算参考作物蒸发蒸腾量（ET0）1、彭曼—蒙蒂斯（Penman—Monteith）公式彭曼—蒙蒂斯（Penman—Monteith）公式是联合国粮农组织（FAO，1998）提出的最新修正彭曼公式，并已被广泛应用且已证实具有较高精度及可使用性。P-M公式对参考作物的蒸发蒸腾量定义如下：参考作物的蒸发蒸腾量为一种假想的参考作物冠层的蒸发蒸腾速率，假想作物的高度为0.12m，固定的叶面阻力为70s/m，反射率为0.23，非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。Penm

2、an——Monteith公式：（1）式中——参考作物蒸发蒸腾量，mm/d；——温度~饱和水汽压关系曲线在T处的切线斜率，kPa∙℃-1；（2）T——平均气温，℃ea——饱和水汽压，kpa；（3）Rn——净辐射，MJ/（m2·d）；（4）Rns——净短波辐射，MJ/（m2·d）；Rnl——净长波辐射，MJ/（m2·d）；（5）n——实际日照时数，h；N——最大可能日照时数，h；（6）Ws——日照时数角，rad；（7）ψ——地理纬度，rad；δ——日倾角，rad；（8）J——日序数（元月1日为1，逐日累加）；Ra——大气边缘太阳辐射，MJ/（m2·d）；（9）dr——日地相对距离；（

3、10）（11）ed——实际水汽压，kpa；（12）RHmax——日最大相对湿度，％；Tmin——日最低气温；℃ea(Tmin)——Tmin时饱和水汽压，kpa，可将Tmin代入（3）式求得；ed(Tmin)——Tmin时实际水汽压，kpa；RHmin——日最小相对湿度，％；Tmax——日最高气温，℃ea(Tmax)——Tmax时饱和水汽压，kpa，可将Tmax代入（3）式求得；ed(Tmax)——Tmax时实际水汽压，kpa；若资料不符合（12）式要求或计算较长时段ET0，也可采用下式计算ed，即（13）RHmean——平均相对湿度，％；（14）在最低气温等于或十分接近露点温度时

4、，也可采用下式计算ed，即（15）Tks——最高绝对温度，K；Tkn——最低绝对温度，K；（16）（17）G——土壤热通量，MJ/（m2·d）；对于逐日估算ET0，则第d日土壤热通量为（18）对于分月估算ET0，则第m月土壤热通量为：（19）Td、Td-1——分别为第d、d-1日气温，℃；Tm、Tm-1——分别为第m、m-1日气温，℃；γ——湿度表常数，kpa·℃-1；（20）P——气压，kpa；（21）Z——计算地点海拔高程，m；λ——潜热，MJ·kg-1；（35）u2——2m高处风速，m/s；（36）h——风标高度，m；uh——实际风速，m/s。2、实际作物需水计算，根据试验

5、测定的蒸发蒸腾量和计算的参考作物蒸发蒸腾量，分析确定作物系数（Kc）和土壤水分修正系数（Ks）后，可计算实际作物需水量。Kc——作物系数；Ks——土壤水分修正系数；ET0——参考作物腾发量；ETc——作物需水量；ETa——任意土壤水分条件下的作物腾发量。二、波文比-能量平衡法1926年Bowen从能量平衡方程出发，提出了计算水面蒸发的波文比-能量平衡模型。该方法的两大理论支柱是能量平衡原理和边界层扩散理论。假定植物和土壤是一个蒸发界面，水分子可以从此界面逸出而进入大气，那么，对于这个面的垂直方向上的能量收支平衡可用下式描述：（1）式中—太阳净辐射；—土壤热通量；—感热通量；—潜热

6、通量，—水汽化潜热，—植物蒸发蒸腾量。波文比定义为（2）综合式（1）和（2）可得：（3）式（3）即为用波文比-能量平衡法估算植物蒸发蒸腾量的公式，其关键在于波文比的确定。根据经验关系，感热通量、潜热通量可表示为：（4）（5）式中—空气密度；—空气定压比热；—感热交换系数；—潜热交换系数；—湿度计常数，约为0.66。根据雷诺相似原理，假定感热和潜热的交换系数相等，即=，合并式(2)、式(4)和式(5)可得：(6)式中ΔT—上下空气温度差（℃）；Δe—上下饱和气压差。(7)利用波文比系统测得，，和后，就能够计算出该区域的潜热通量和相应的植物蒸发蒸腾量。波文比-能量平衡法素以物理概念明

7、确、计算方法简单而著称，且对大气层没有特别的要求和限制。该法只需要两个高度的要素观测值，不用求湍流交换系数，而且精度较高，可作为其他蒸发蒸腾量测定方法的准判别标准。但是，使用波文比系统观测的区域要具有开阔、均一的下垫面，且天气平稳少变，辐射和风速都没有过于剧烈的变化。该模型长期以来得到了较好的应用，但在下垫面极为潮湿或平流逆温条件下，计算结果偏低，精度下降。三、彭曼综合法公式Penman修正公式根据能量平衡原理、水汽扩散原理和空气导热定律等提出并经多次修正的，1979年联合国粮农