作物蒸发蒸腾量计算公式

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作物蒸发蒸腾量的测定与计算植株蒸腾

作物蒸发蒸腾量的测定与计算植株蒸腾
土壤含水量较高时,蒸发强烈,作物需水量较大;相 反,土壤含水量较低时,作物需水量较少。
一、作物需水量与影响因素
2.4 农业技术
农业栽培技术水平的高低直接影响水量消耗的速度。 粗放的农业栽培技术,可导致土壤水分的无效消耗。 灌水后适时耕耙保墒、中耕松土,将使土壤表面形成
一个疏松层,这样可减少水量的消耗。
2.1 作物因素
不同种类的作物需水量有很大的差异,如就小麦、 玉米、水稻而言,水稻>小麦>玉米;
不同品种的作物需水量有很大差异,如耐旱品种需 水量小;
不同生育阶段需水量不同; 不同长势的作物需水量不同。
一、作物需水量与影响因素
2.2 气象因素
气象因素是影响作物需水量的主要因素,它不仅 影响蒸腾速率,也直接影响作物的生长发育。气 象因素对作物需水量的影响,往往是几个因素同 时作用,很难将各个因素的影响一一分开。
由于上述各种因素的影响,因此,在生产实际中, 必须因时、因地、因作物、因气候等各种自然与人 为条件确定作物的需水量,以利于指导生产。
作物需水量是水资源合理开发、利用所必需的重要 资料,同时也是灌排工程规划、设计、管理的基本 依据。
二、作物需水量(蒸发蒸腾量)的试验测定
1.器测法—蒸渗仪
蒸渗仪是根据水量平衡原理设计的一种用来 计算农田水 文循环各主要成分的专门仪器。
国外利用Lysimeter研究作物蒸发蒸腾非常 普遍。我国利用Lysimeter进行作物蒸发蒸 腾的研究始于80年代中期。
二、作物需水量(蒸发蒸腾量)的试验测定
蒸渗仪可分为:称重式与水力式
称重式:又可分 为充填式与整块 式两种。前者在 器内充填均匀的 土壤或沙土混合 物,后者在器内 装整块原状土。
当气温高、日照时数多、相对湿度小时,需水量 会增加。

作物蒸发蒸腾量计算公式

作物蒸发蒸腾量计算公式

作物蒸发蒸腾量计算公式作物蒸发蒸腾量(Crop Evapotranspiration,ETc)指的是农作物在特定生长期内的蒸发和蒸腾总量,是农业水资源管理的重要指标之一、计算作物蒸发蒸腾量的方法有多种,其中比较广泛应用的是基于泛用性的Penman-Monteith方法。

Penman-Monteith方法是由FAO(联合国粮农组织)提出的,结合了大气和作物的参数,并考虑了气候环境因素、土壤参数、作物特性等,能够较为准确地估算出作物的蒸发蒸腾量。

Penman-Monteith公式的一般形式如下:ETc = (0.408 * Δ * (Rn - G) + γ * (900 / (T + 273)) * u2 * (es - ea)) / (Δ + γ * (1 + 0.34 * u2))其中,ETc为作物蒸发蒸腾量(mm/day);Rn为净辐射(MJ/m²/day),即太阳辐射减去反射、透过和散射以后的净能量;G为土壤热通量(MJ/m²/day);T为空气温度(℃);u2为2米高度上的风速(m/s);es为饱和蒸汽压(kPa);ea为实际蒸汽压(kPa);Δ为斜率饱和蒸汽压曲线(kPa/℃);γ为空气密度趋势系数(kPa/℃)。

以上参数可以通过气象站的记录数据和作物参数表获得。

下面对公式中的各项参数进行说明:1.净辐射(Rn):是指作物表面接收到的太阳总辐射减去作物表面的反射辐射。

可以通过气象站的太阳辐射数据以及反射辐射修正因子来计算得出。

2.土壤热通量(G):指土壤和植被之间的热交换。

其一般取值为0.1*Rn。

3.空气温度(T):表示相对湿度对空气温度的调节作用。

一般根据气象站记录的气温数据进行计算,需要保证与其他参数采集时间一致。

4.风速(u2):表示风对湿度和温度的影响程度。

一般采集气象站2米高度上的风速数据。

5. 饱和蒸汽压(es):表示空气中达到饱和状态时的水蒸气压力。

可以根据实测温度来查表获取。

10.蒸发与蒸腾new

10.蒸发与蒸腾new

LE S(Rn G) aCP (es ea ) / ra (W / m2 ) S [(ra rc ) / ra ]
其中: CP 1005J / kg.deg 为空气的定压比热, G为土壤热通量密度;
ra、r
分别为空气与植被阻抗
c
5.鲍恩比法(能量平衡法)
鲍恩(Bowen)于1926年提出了感热通量密度H与潜热通量
现求叶片温度tL对应的饱和水汽压es
由前面所学感热通量密度H
CV
tL t rH
(其中CV
1300J
/ m3.deg)
可得tL
t
HrH CV
20 100 50 23.8(0C) 1300
7.6323.8
因此叶温所对应的饱和水汽压es 6.1110241.923.8 29.48(hpa )
2. 植物蒸腾潜热通量密度E
Rn H LE G(W / m2 )
(1)感热通量密度H CV (t / rH )
其中: 空气的容积热容量CV 1300J / m3.deg
t ts ta为下垫面与大气的温度差,
rH为热量输送阻抗(Re sis tan ce _ for _ heat _ transfer),单位s / m
(2)潜热通量密度LE

Lw
R*T
(es
ea ) rt

L RT
(es
ea ) rt
其中: 潜热(latent _ heat)L 2500 2.4t(J / kg), E为蒸发速率,
w为水汽的摩尔质量, 普适气体恒量R* 8.31J / mol.K ,
(es ea )为饱和差, rt为水汽输送总阻抗(s / m)

作物蒸发蒸腾量计算公式

作物蒸发蒸腾量计算公式

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(ET 0)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。

Penman ——Monteith 公式:)34.01()(273900)(408.0220U e e U T G R ET d a n ++∆-++-∆=γγ (1) 式中 0ET ——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)3.237(4098+⋅=∆T e a (2) T ——平均气温,℃e a ——饱和水汽压,kpa ;()3.23727.17ex p 611.0+=T T a e (3)R n ——净辐射,MJ/(m 2·d );nl ns n R R R -= (4)R ns ——净短波辐射,MJ/(m 2·d);R nl ——净长波辐射,MJ/(m 2·d);a ns R N n R )/5.025.0(77.0+= (5)n ——实际日照时数,h ;N ——最大可能日照时数,h ;Ws N 64.7= (6)Ws ——日照时数角,rad ;)tan tan arccos(δψ⋅-=s W (7)ψ——地理纬度,rad ;δ——日倾角,rad ;)39.10172.0sin(409.0-⋅=J δ (8)J ——日序数(元月1日为1,逐日累加);R a ——大气边缘太阳辐射,MJ/(m 2·d);)sin cos cos sin sin (6.37s s r a W W d R ⋅⋅+⋅⋅⋅=δψδψ (9)d r ——日地相对距离;)3652cos(033.01J d r π+= (10) )()14.034.0()1.0/9.0(1045.2449kn kx d nl T T e N n R +⋅-⋅+⋅⨯=- (11)e d ——实际水汽压,kpa ;100)(21100)(212)()(min max max min max min RH T e RH T e T e T e e a a d d d ⋅+⋅=+= (12) RH max ——日最大相对湿度,%;T min ——日最低气温;℃e a (T min )——T min 时饱和水汽压,kpa ,可将T min 代入(3)式求得;e d (T min )——T min 时实际水汽压,kpa ;RH min ——日最小相对湿度,%;T max ——日最高气温,℃e a (T max )——T max 时饱和水汽压,kpa ,可将T max 代入(3)式求得;e d (T max )——T max 时实际水汽压,kpa ;若资料不符合(12)式要求或计算较长时段ET 0,也可采用下式计算e d ,即⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=)(50)(50/max minT e T e RH e a a mean d (13) RH mean ——平均相对湿度,%;2min max RH RH RH mean += (14) 在最低气温等于或十分接近露点温度时,也可采用下式计算e d ,即()3.237min 27.17min exp 611.0+=T T d e (15) T ks ——最高绝对温度,K ;T kn ——最低绝对温度,K ;273max +=T T ks (16)273min +=T T kn (17)G ——土壤热通量,MJ/(m 2·d);对于逐日估算ET 0,则第d 日土壤热通量为)(38.01--=d d T T G (18)对于分月估算ET 0,则第m 月土壤热通量为:)(14.01--=m m T T G (19)T d 、T d-1——分别为第d 、d-1日气温,℃;T m 、T m-1——分别为第m 、m-1日气温,℃;γ——湿度表常数,kpa·℃-1;λγ/00163.0P = (20)P ——气压,kpa ;26.5)2930065.0293(3.101Z P -= (21) Z ——计算地点海拔高程,m ;λ——潜热,MJ ·kg -1; T ⋅⨯-=-)10361.2(501.23λ (35)u 2——2m 高处风速,m/s ;)42.58.67ln(/87.42-⋅=h u u h (36)h ——风标高度,m ;u h ——实际风速,m/s 。

作物蒸腾量-彭曼(penman)计算方法

作物蒸腾量-彭曼(penman)计算方法

四、作物蒸腾量ET c的计算流程4.1 ET c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K c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-24 Radiation等方法。

Penman-monteith、Blaney-Criddle、Priestly-Taylor、Hargreaves和FAO-24 Radiation 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。

4.2 ET c的计算过程植物蒸腾量ET c由参考作物蒸腾量ET0和作物系数K c决定,ET c的计算方法如式6所示。

(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。

作物蒸发蒸腾量计算公式

作物蒸发蒸腾量计算公式

作物蒸发蒸腾量计算公式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(ET 0)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。

Penman ——Monteith 公式:)34.01()(273900)(408.0220U e e U T G R ET d a n ++∆-++-∆=γγ(1)式中 0ET ——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)3.237(4098+⋅=∆T e a(2) T ——平均气温,℃ e a ——饱和水汽压,kpa ;()3.23727.17ex p 611.0+=T Ta e (3)R n ——净辐射,MJ/(m 2·d );nl ns n R R R -= (4)R ns ——净短波辐射,MJ/(m 2·d ); R nl ——净长波辐射,MJ/(m 2·d );a ns R N n R )/5.025.0(77.0+= (5)n ——实际日照时数,h ; N ——最大可能日照时数,h ;Ws N 64.7= (6)Ws ——日照时数角,rad ;)tan tan arccos(δψ⋅-=s W (7)ψ——地理纬度,rad ; δ——日倾角,rad ;)39.10172.0sin(409.0-⋅=J δ (8)J ——日序数(元月1日为1,逐日累加); R a ——大气边缘太阳辐射,MJ/(m 2·d );)sin cos cos sin sin (6.37s s r a W W d R ⋅⋅+⋅⋅⋅=δψδψ (9)d r ——日地相对距离;)3652cos(033.01J d r π+= (10))()14.034.0()1.0/9.0(1045.2449kn kx d nl T T e N n R +⋅-⋅+⋅⨯=- (11)e d ——实际水汽压,kpa ;100)(21100)(212)()(minmax max min max min RH T e RH T e T e T e e a a d d d ⋅+⋅=+=(12)RH max ——日最大相对湿度,%; T min ——日最低气温;℃e a (T min )——T min 时饱和水汽压,kpa ,可将T min 代入(3)式求得; e d (T min )——T min 时实际水汽压,kpa ; RH min ——日最小相对湿度,%; T max ——日最高气温,℃e a (T max )——T max 时饱和水汽压,kpa ,可将T max 代入(3)式求得; e d (T max )——T max 时实际水汽压,kpa ;若资料不符合(12)式要求或计算较长时段ET 0,也可采用下式计算e d ,即⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=)(50)(50/max minT e T e RH e a a mean d (13)RH mean ——平均相对湿度,%;2minmax RH RH RH mean +=(14)在最低气温等于或十分接近露点温度时,也可采用下式计算e d ,即()3.237min27.17min exp 611.0+=T T d e (15) T ks ——最高绝对温度,K ; T kn ——最低绝对温度,K ;273max +=T T ks (16) 273min +=T T kn (17)G ——土壤热通量,MJ/(m 2·d ); 对于逐日估算ET 0,则第d 日土壤热通量为)(38.01--=d d T T G (18)对于分月估算ET 0,则第m 月土壤热通量为:)(14.01--=m m T T G (19)T d 、T d-1——分别为第d 、d-1日气温,℃; T m 、T m-1——分别为第m 、m-1日气温,℃; γ——湿度表常数,kpa·℃-1;λγ/00163.0P = (20)P ——气压,kpa ;26.5)2930065.0293(3.101Z P -= (21)Z ——计算地点海拔高程,m ; λ——潜热,MJ·kg -1;T ⋅⨯-=-)10361.2(501.23λ (35)u 2——2m 高处风速,m/s ;)42.58.67ln(/87.42-⋅=h u u h (36)h ——风标高度,m ; u h ——实际风速,m/s 。

水分胁迫条件下作物蒸发蒸腾量的计算方法

水分胁迫条件下作物蒸发蒸腾量的计算方法

水分胁迫条件下作物蒸发蒸腾量的计算方法水分胁迫是指植物由于环境干旱而导致的水分供应不足的一种应激状态。

在水分胁迫条件下,作物的蒸发蒸腾量会受到影响。

计算此时作物的蒸发蒸腾量可以通过参考作物系数和植物蒸腾量公式来进行。

首先,作物的蒸发蒸腾量可以通过植物蒸腾量公式来计算。

植物蒸腾量的计算方法主要有质量法和能量法两种。

其中,质量法是通过物质平衡原理计算植物体积的变化来推算蒸腾量,而能量法则是基于植物体内能量平衡的原理来计算蒸腾量。

在水分胁迫条件下计算植物蒸腾量时,一般会采用质量法。

具体计算过程如下:1.首先,确定参考作物系数(Kc)。

参考作物系数是指在一定条件下的作物蒸发蒸腾量与标准参考作物(一般为草坪或绿草)的蒸发蒸腾量之比。

Kc的数值根据实际情况而变化,可以通过文献资料或实测数据获得。

2.然后,计算作物实际蒸发蒸腾量(ETc)。

作物实际蒸发蒸腾量是指作物在其中一特定时期内实际蒸发蒸腾的水分量。

计算公式为ETc=Kc*ET0,其中ET0是标准参考作物的蒸发蒸腾量。

3.接下来,根据土壤含水量和土壤蓄水能力计算作物的实际蒸发蒸腾量(ETa)。

ETa是作物在其中一特定时期内土壤水分利用的实际水分量。

计算公式为ETa=ETc/ETo,其中ETo是标准参考作物的蒸发蒸腾量。

4.最后,根据作物的折算系数(Ke)计算实际作物蒸发蒸腾量(ET)。

折算系数是指作物在水分胁迫条件下的蒸发蒸腾与非胁迫情况下蒸发蒸腾的比值。

计算公式为ET=Ke*ETa。

需要注意的是,不同作物在水分胁迫条件下的蒸发蒸腾量的计算方法会有所差异。

因此,在实际计算时,需要根据具体作物的特性和文献资料来确定适用的计算方法和参数。

综上所述,水分胁迫条件下作物蒸发蒸腾量的计算方法主要涉及参考作物系数、植物蒸腾量公式以及作物折算系数的确定。

这些参数根据实际情况来确定,可以帮助农业生产者合理调控灌溉量,提高水资源利用效率,并有效应对水分胁迫的影响。

作物蒸发蒸腾量研究

作物蒸发蒸腾量研究
收稿 日期 :0 9 0 — 7 2 0 - 1 1
作物蒸发蒸腾量研 究
冀瑞锋
( 山两省水利水 电科学研究院 . 山西太原 ,30 2 000 )

要: 作物蒸发蒸腾量 的研 究在节水灌溉中有 非常重要的意义。介绍 了作物蒸发 蒸
腾量的估算、 测量方法及特点 , 分析 了影响作物蒸发蒸腾量的 因素 , 对如何做好作物蒸
学 家及 灌 溉 程 管 理 者 而 言 亦 十分 重要 。有 关 测 定 和估 箅 田 问
式 中:
为参考作 物蒸发蒸腾量 ; A为作物系数 ; 为地表 圯
净 辐射 ; G为土壤热通量 为饱和水 汽压 m 为实际水汽 压 ; △ 为饱 和水汽压曲线斜率 ; 为干湿表常数。
该公式可分为两部分 . 前一部分 为辐射项 , 后一部分为空气
P n a — o tl 公式就是通过参照作 物的蒸发蒸腾量乘 以 em n M ne h i

定 的需 水系数 , 得到实际作物 的蒸发蒸腾量。式中引入表面阻
力参数来表征作物生理过程 中叶面气孔及表层土壤对水汽传输 的阻力作用。它 以能量平衡和水汽扩散理论为基础 , 考虑作物生
理特征 的同时 ,义考虑了空气动力学参数的变化 ,理论依据充 分, 计算精度较高,e m n Mo tt Pn a— neh方程式为: i
动力 学 项 【 。 Pn a—A em n F O法仅需气温 、 水汽 压 、 日照时数 和风速等普通
作物腾发量的方法研究在 以往 Fra bibliotek 中取得较大进展 , 0年 一些 常见 的直接或间接测定法虽得到不断简化和完善 ,但距离 在田问尺
度 范 围 内推 广 使 川 尚 有一 定 差 距 。理 论 公 式 巾修 正 的 P n a — em n

蒸散量和蒸发量关系

蒸散量和蒸发量关系

蒸散量和蒸发量关系蒸散量和蒸发量是描述水分从地表向大气中转移的两个重要指标。

虽然蒸散量和蒸发量都是描述水分蒸发的概念,但它们在实际应用中有着不同的含义和计算方法。

我们来介绍一下蒸发量。

蒸发量是指单位时间内地表水分向大气中转移的总量。

蒸发量受到多种因素的影响,包括温度、湿度、风速、辐射等。

一般情况下,蒸发量越大,表示地表水分向大气中转移的速度越快。

蒸发量的计算方法有很多种,其中比较常用的方法是通过蒸发皿进行测量。

蒸发皿是一种浅而宽的容器,通常放置在地表上,记录下一定时间内蒸发皿内水面下降的高度。

通过计算蒸发皿内水面下降的高度和时间的比值,我们可以得到单位时间内的蒸发量。

与蒸发量不同,蒸散量是指单位面积地表上水分向大气中转移的总量。

蒸散量是包括植物蒸腾和地表水面蒸发两部分的总和。

植物蒸腾是指植物体内的水分通过气孔蒸发到大气中,而地表水面蒸发则是指地表水体蒸发到大气中。

蒸散量的计算方法也有多种,常用的方法包括质量平衡法、能量平衡法和混合法等。

这些方法基于不同的原理,通过测量不同的气象参数和水文参数,来计算蒸散量的大小。

蒸散量和蒸发量之间的关系可以通过以下公式表示:蒸散量=植物蒸腾量+地表水面蒸发量。

也就是说,蒸散量是蒸发量的一个子集,包括植物蒸腾和地表水面蒸发两部分。

蒸散量和蒸发量在水资源管理、农业生产、气候变化等领域有着重要的应用价值。

通过对蒸散量和蒸发量的研究和监测,可以更好地了解水循环过程,为合理利用和保护水资源提供科学依据。

总结起来,蒸散量和蒸发量是描述水分蒸发的两个指标,它们在实际应用中有着不同的含义和计算方法。

蒸发量是指单位时间内地表水分向大气中转移的总量,而蒸散量是指单位面积地表上水分向大气中转移的总量,包括植物蒸腾和地表水面蒸发两部分。

蒸散量和蒸发量的关系可以通过蒸散量=植物蒸腾量+地表水面蒸发量这个公式表示。

通过对蒸散量和蒸发量的研究和监测,可以更好地了解水循环过程,为水资源管理和农业生产提供科学依据。

植物蒸发蒸腾量测定方法

植物蒸发蒸腾量测定方法

植物蒸发蒸腾量测定方法植物蒸发蒸腾是指植物通过叶片表面蒸发水分和排出水分的过程。

蒸发蒸腾是植物生长发育的重要过程之一,也是植物水分利用的重要环节。

准确测定植物蒸发蒸腾量对于研究植物生长发育及水分利用效率具有重要意义。

本文将介绍一种常用的植物蒸发蒸腾量测定方法,并对其原理和步骤进行详细阐述。

一、原理植物蒸发蒸腾量的测定通常采用重量法和蒸腾流量法两种方法。

重量法是通过称量植物盆土或整株植物在一定时间内重量的变化来计算植物蒸发蒸腾量;蒸腾流量法是通过测定植物叶片上的蒸腾通量来计算植物蒸发蒸腾量。

本文主要介绍重量法测定植物蒸发蒸腾量的方法。

二、步骤1. 实验材料准备:准备需要测定的植物样品、盆土、植物盆、称重天平、砝码等实验仪器和设备。

2. 实验植物处理:将植物移栽到植物盆中,并让植物适应新环境一段时间,保证植物处于正常生长状态。

3. 培养条件控制:控制实验室内的温度、湿度和光照等环境条件,保证实验条件的稳定性。

4. 盆土浸水平衡:在进行测定前,将盆土浸水平衡,让盆土充分吸水饱和,保证植物生长过程中水分供应的均匀性。

5. 植物盆土称重:使用称重天平测定植物盆土的初始重量,并记录下来。

6. 植物盆土周期性称重:在一定时间间隔内,周期性地对植物盆土进行称重,记录下每次称重时的盆土重量变化。

7. 计算蒸发蒸腾量:根据盆土的重量变化,通过计算公式计算出植物的蒸发蒸腾量。

三、注意事项1. 实验室环境条件的控制是保证测定准确性的重要因素,尤其是在光照和温度方面的控制要严格。

2. 盆土的浸水平衡是保证植物生长过程中水分供应均匀的关键步骤,应该充分考虑。

3. 植物盆土周期性称重的时间间隔要充分考虑植物的生长速度和水分利用情况,一般情况下可以选择较为合适的时间间隔。

4. 在进行蒸发蒸腾量测定时,一定要注意杜绝水分的损失和外界环境的干扰,保证测定的准确性。

通过上述步骤的操作,可以测定出植物的蒸发蒸腾量,并为进一步研究植物生长发育和水分利用效率提供了重要的数据支持。

植物蒸发蒸腾量测定方法

植物蒸发蒸腾量测定方法

植物蒸发蒸腾量测定方法植物蒸发蒸腾是指植物体内水分被蒸发到空气中的过程。

通过测定植物蒸发蒸腾量,可以为农业生产、生态环境保护、水资源管理等领域提供重要的参考数据。

下面将介绍一种常用的植物蒸发蒸腾量测定方法。

一、设备准备1. 电子天平:用于测定植物的生物量变化。

2. 精密天平:用于测定蒸发皿的质量变化。

3. 遮光布:用于遮光避免阳光直射。

4. 植物样品:选择新鲜健康的植物样品进行实验。

5. 蒸发皿:容量约为100ml的浅碟状容器,用于放置水并置于植物周围。

二、实验步骤1. 准备工作将天平放置在平稳的桌面上,校准并记录初始质量。

在室内或遮光布下搭建实验场地,避免阳光直射。

选择一处适宜的植物实验区域,放置蒸发皿并记录初始质量。

2. 植物生物量测定在实验开始时,使用电子天平测量所选植物的初始生物质量,并记录下来。

每隔一定时间间隔(如1小时),重复一次这个步骤,将测得的生物量作为后续蒸发蒸腾量测定的依据。

三、数据处理1. 植物生物量变化计算通过实验得到的植物生物量数据,可以计算出植物生物量的变化情况,即植物蒸腾的水分量。

2. 蒸发蒸腾量计算根据蒸发皿的质量变化,结合实验的时间和环境条件(如温度、湿度等),可以计算出单位时间内蒸发蒸腾的水分量。

四、实验注意事项1. 注意环境因素:在实验进行的过程中,需要注意环境因素对实验结果的影响。

如温度、湿度、风力等环境条件会对植物的蒸发蒸腾产生影响,需要在数据处理的过程中进行合理的修正。

2. 注意植物状态:在选择植物样品时,需要选择新鲜健康的植物,避免叶片受损或老化对实验结果的影响。

3. 注意时间间隔:在实验中选择合适的时间间隔进行数据的测定,一般情况下选择1小时为一个测定周期可以较好地反映植物蒸发蒸腾的变化情况。

通过上述方法进行植物蒸发蒸腾量的测定,可以得到较为准确的实验数据,为植物生长、水分利用效率等方面的研究提供实验基础。

这种方法简单易行,可以在实验室或田间进行,具有较好的适用性和普适性。

13作物蒸发蒸腾量的测定与计算(蔡焕杰)——ppt课件

13作物蒸发蒸腾量的测定与计算(蔡焕杰)——ppt课件
✓ 土壤含水量较高时,蒸发强烈,作物需水量较大;相 反,土壤含水量较低时,作物需水量较少。
一、作物需水量与影响因素
2.4 农业技术
✓ 农业栽培技术水平的高低直接影响水量消耗的速度。 ✓ 粗放的农业栽培技术,可导致土壤水分的无效消耗。 ✓ 灌水后适时耕耙保墒、中耕松土,将使土壤表面形成
一个疏松层,这样可减少水量的消耗。
一、作物需水量与影响因素
1.1作物需水量的概念 作 物 需 水 量 : 生 长 在 大 面 积 上 的 无 病 虫 害 作 物 , 土壤水分和肥力适宜时,在给定的生长环境中能取 得高产 潜力的条件下为满足植株蒸腾、棵间蒸发、 组成植株体所需要的水量。
在实际中由于组成植株体的水分只占总需水量中很微小的 一部分(一般小于1%),而且这一小部分的影响因素较复杂, 难于准确计算,故人们均将此部分忽略不计,即认为作物需 水量就等于植株蒸腾量和棵间蒸发量之和,即所谓的“蒸发 蒸腾量” ,气象学、水文学和地理学中称为“蒸散量”或
“农田总蒸发量”,国内也有人称之为“腾发量”。
一、作物需水量与影响因素
作物需水量包含生理和生态需水两个方面. ➢ 作物生理需水:作物生命过程中各种生理活动
(如蒸腾作用、光合作用等)所需要的水分。植 株蒸腾实际上是作物生理需水的一部分. ➢ 作物生态需水:指生育过程中,为给作物正常生 长发育创造良好的生长环境所需要的水分。棵间 蒸发即属于作物的生态需水.
➢间接计算 通过参考作物蒸发蒸腾量ET0与作物系数Kc估算的方法。
➢间接计算分为以下两步:
✓ 第一步:考虑气象因素对作物需水量的影响,计算参 考作物蒸发蒸腾量。
✓ 第二步:考虑土壤水分及作物条件的影响,对参考作 物需水量进行调整或修正,而计算出实际需水量。

作物用水量计算公式

作物用水量计算公式

作物用水量计算公式作物用水量是指作物在生长过程中所需的水分量,它是农业生产中非常重要的一个参数。

合理计算作物用水量可以帮助农民科学地进行灌溉,提高作物产量和质量,减少水资源的浪费。

在实际生产中,一般采用作物蒸发蒸腾量和土壤含水量两种方法来计算作物用水量。

本文将介绍作物用水量的计算公式及其应用。

作物蒸发蒸腾量法是通过测定作物蒸发蒸腾量来计算作物用水量的一种方法。

作物蒸发蒸腾量是指作物在生长过程中通过叶片蒸腾和蒸发散失的水分量。

一般来说,作物蒸发蒸腾量可以通过气象站的气象资料和作物系数来计算。

作物系数是指作物在不同生长阶段的蒸发蒸腾量与标准草地的蒸发蒸腾量的比值。

作物系数一般由农业专家通过实地观测和研究得出。

作物蒸发蒸腾量的计算公式如下:作物用水量 = 作物蒸发蒸腾量×作物面积。

其中,作物蒸发蒸腾量可以根据气象资料和作物系数来计算,作物面积是指灌溉的作物种植面积。

通过这个公式,农民可以根据实际情况来科学地确定作物的灌溉量,从而达到节水和增产的目的。

另一种计算作物用水量的方法是土壤含水量法。

土壤含水量是指土壤中含有的水分量,它是影响作物生长的重要因素之一。

一般来说,土壤含水量可以通过土壤含水量计来测定。

土壤含水量的计算公式如下:作物用水量 = (初期土壤含水量末期土壤含水量)×作物面积。

其中,初期土壤含水量和末期土壤含水量分别是作物生长前和生长后土壤中的含水量,作物面积是指灌溉的作物种植面积。

通过这个公式,农民可以根据土壤含水量的变化来合理地确定作物的灌溉量,从而达到节水和增产的目的。

在实际生产中,农民可以根据具体情况选择合适的方法来计算作物用水量。

一般来说,作物蒸发蒸腾量法适用于大面积的作物种植,而土壤含水量法适用于小面积的作物种植。

通过科学地计算作物用水量,可以帮助农民合理地进行灌溉,提高作物产量和质量,减少水资源的浪费。

除了上述两种方法外,还有一些其他方法可以用来计算作物用水量,如土壤水分蒸发法、水分平衡法等。

光合作用分析仪蒸腾速率计算公式

光合作用分析仪蒸腾速率计算公式

光合作用分析仪蒸腾速率计算公式光合作用是植物体内能量转换的关键过程之一,通过光合作用,植物能够利用太阳能将二氧化碳和水转化为氧气和有机物质。

蒸腾是植物体内水分的运输过程,它与光合作用有着密切的关系。

因此,研究光合作用时,也常常需要考虑蒸腾速率。

光合作用分析仪是一种用来测定光合作用速率和蒸腾速率的仪器。

光合作用分析仪通过间接测定法来计算蒸腾速率,其基本思想是利用植物体内的水分蒸腾来驱动气体中的水分蒸发,然后测定气体中的水蒸气含量的变化,从而推算出蒸腾速率。

具体来说,光合作用分析仪由一个含有干燥气体的固定体积容器、一个测量装置和一个计算蒸腾速率的公式组成。

蒸腾速率计算公式的推导过程如下:首先,考虑光合作用分析仪容器内水分的平衡情况。

当植物体蒸腾时,水分从植物体内部通过导管流出,并在容器内与干燥气体发生互换,使得容器内的水蒸气含量逐渐上升,而植物体内部的水蒸气含量逐渐下降。

当达到平衡状态时,容器内的水蒸气含量与植物体内的水蒸气含量相等。

其次,考虑光合作用分析仪容器内水分量的变化。

根据达尔文定律和亨利定律,在恒定温度下,气体的分压与其溶解度成正比。

因此,当容器内水蒸气含量上升时,水分会从液体向气体相转移,导致容器内的水面下降,从而可以通过测量水面下降的量来推算出蒸腾速率。

最后,结合容器内的水分平衡情况和水分量的变化,可以得到蒸腾速率计算公式。

假设容器内水分平衡时,容器内的水蒸气含量为p1,植物体内的水蒸气含量为p2;容器内的水分量下降ΔV;容器内的水分表面积为A;单位时间内的蒸腾速率为E。

根据质量守恒定律,在单位时间内,由植物体蒸腾的水分量应该等于从容器内水分蒸发出去的水分量,即可以得到以下关系式:E=ΔV/A而容器内的水分量下降ΔV与容器内水蒸气含量的变化量Δp之间的关系可以通过湿度计进行测量和记录,因此可以将该关系式改写为:E=Δp/Δt*V/A其中,Δp/Δt表示单位时间内水蒸气含量的变化率。

总结起来,光合作用分析仪通过测量光合作用过程中植物体内水分的蒸发量,结合容器内水分平衡和水分量的变化,利用蒸腾速率计算公式来推算出植物的蒸腾速率。

植物日需水量

植物日需水量

植物日需水量植物日需水量的定义和计算植物日需水量,也称作物日耗水量或作物蒸腾蒸发量,指作物的活跃根系每天从土壤中吸收的水分,单位为毫米/天(mm/d)。

植物日需水量是一个理论值,作用是在实际作物耗水量发生之前告知人们理论上需要多少水。

在没有降雨、灌溉、地下水补充的条件下,土壤水分的减少主要由作物蒸发蒸腾导致,ET根系以上的土壤水分变化量则等于作物的日耗水量。

植物日需水量的计算公式为 ETc = ET0 × Kc,其中:ETc表示目标作物的蒸腾蒸发量;ET0表示参考作物苜蓿的蒸腾蒸发量;Kc表示作物系数。

ET0 的计算采用FAO(联合国粮农组织)推荐的Penman-Monteith彭曼-蒙蒂斯公式,一般可以通过软件或气象站计算得出,可以直接使用。

Kc 为作物系数,也有一套复杂计算,需要了解作物生长季总天数和各生长阶段的天数。

以下为几种常见作物的作物系数取值,适用于常见种植方式下的作物。

如果作物种植方式或管理方式不同于常见方式,或者不同成熟期的作物品种,需进行调整。

作物初期中期末期全生育期柑橘0.350.650.550.55蓝莓0.350.750.650.6马铃薯0.4 1.150.750.8植物日需水量的应用和限制植物日需水量的应用主要是指导灌溉管理,保证土壤中的水分含量保持在速效有效水范围内。

灌溉管理需要根据实际情况调整灌溉频率和灌溉量,以避免过度或不足灌溉对作物生长和土壤环境的影响。

灌溉管理还需要考虑有效降雨、地下水补充、土壤类型、土壤容重、田间持水能力等因素对植物日需水量的影响。

每次灌溉中具体灌溉量的确定,请根据仪器(土壤张力计/湿度计)读数或土壤剖面监测结果进行调整。

植物日需水量的计算和应用有一些限制,主要有以下几点:在滴灌系统设计过程中,蒸腾蒸发量ET0的数据来源为多年历史数据平均值,因此在估算作物需水量时需要考虑连续干旱等极端条件;目标作物的蒸腾蒸发量ETc的计算,需要当地历史气象数据和作物种植信息,因此各地有很大差异;同一区域不同的种植作物、不同生育期的作物品种、不同的种植方式也会有较大差异;每天的蒸腾蒸发量ETc的计算,可以根据当天的蒸腾蒸发量ET0结合作物所在生育期的Kc进行计算;而计算当天作物的需要灌溉量时还要减去当天的有效降雨量;单次灌溉时不应过量,否则会导致过多深层渗漏或地表径流,从而导致灌溉水利用率降低,最终只能浇更多的水来补充。

植物蒸发蒸腾量测定方法

植物蒸发蒸腾量测定方法

植物蒸发蒸腾量测定方法
植物蒸发蒸腾量测定方法是用来确定植物水分蒸发蒸腾的方法,通常用于研究植物水分利用与植物生理生态过程的关系。

下面将介绍一种常见的植物蒸发蒸腾量测定方法。

一、测定设备准备
1. 蒸腾箱:用于测量植物蒸发蒸腾量的设备,一般由箱体、终端、蒸腾皿等组成。

2. 杂散光窗:用于防止杂散光进入蒸腾箱内。

3. 电子天平(或天平):用于称量蒸腾皿与植物样品的质量。

二、测定操作步骤
1. 将蒸腾皿放在电子天平上,称量蒸腾皿的质量,并记录下来。

2. 将植物样品放置在蒸腾皿中,再次称量皿内植物样品的质量,并记录下来。

3. 将装有样品的蒸腾皿放置在蒸腾箱内,并关闭箱门。

4. 调节蒸腾箱内的温度、湿度等环境条件,使其适应所研究的植物种类。

5. 在一段时间内(如24小时)测量蒸腾箱内的蒸腾皿质量的变化。

方法可以是每隔一段时间称量一次,记录下该时间点的质量,再计算质量变化量;或者使用电子天平实时监测蒸腾皿的质量变化。

6. 根据质量变化量计算植物的蒸发蒸腾量。

蒸腾量的计算公式为:蒸发蒸腾量=(蒸腾皿质量变化量-蒸发皿质量变化量)/时间。

三、注意事项
1. 确保蒸腾箱内的温湿度满足植物的生长要求,以保证测量结果的准确性。

2. 使用杂散光窗来防止杂散光的影响。

3. 测量前确保蒸腾皿的质量准确,避免因质量不准确而导致测量误差。

4. 在测量过程中,避免蒸腾皿与箱壁直接接触,以减少蒸腾皿可能造成的误差。

作物蒸发蒸腾量计算公式

作物蒸发蒸腾量计算公式

作物蒸发蒸腾量计算公式一、采用彭曼一蒙蒂斯(Penma —Monteith )法计算参考作物蒸发蒸腾量(ET 0) 1、彭曼一蒙蒂斯(Penman —Monteith)公式彭曼一蒙蒂斯(Pen man — Mo nteith)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。

Penma ——Monteith 公式:” 9000.408.:(出-G)〒 ^UzG-ed) △ +丫(1 +0.34U 2)式中 ET 0——参考作物蒸发蒸腾量,mm/d;.:一一温度~饱和水汽压关系曲线在T 处的切线斜率,kPa T -1;4098 €a2(T 237.3)T ——平均气温,C e a 饱和水汽压,kpa ;ea= 0.611 ex)I37r3(3)R n ——净辐射,MJ/ (m 2d);R n 二 R ns - R nl( 4)R ns ——净短波辐射,MJ/ (m 2 d); R ni 一一净长波辐射,MJ/ (m d);R ns =0.77(0.25 0.5n/N)R a( 5) n 一一实际日照时数,h; N 最大可能日照时数,h;ET 。

(1)(2)Ws --- 日照时数角,rad;W s = arccos(-tan‘- tan、) (7) 书一一地理纬度,rad;S --- 日倾角,rad;、• = 0.409 sin(0.0172J -1.39)J――日序数(元月1日为1,逐日累加);R a――大气边缘太阳辐射,MJ/(m2d);R a = 37.6 d r(W s sin'- sin 心丄cos'- cos、dr——日地相对距离;d r =1 0.033cos(2n J)365R n i =2.45"0' (0.9n/N +0.1) (0.34 — 0.14庙),(T; +T k:)ed -- 实际水汽压,kpa;e d (Tmin) ed(Tmax) 1 RHmax1 RHmint ea(Tmin)贡■严(Tmax)贡(8)(9)(10)(11)(12)RH max 日最大相对湿度,%;T min—日最低气温;°ce a(T mi n) T m in时饱和水汽压,e d(T min) T m in时实际水汽压,kpa,可将T min代入(3)式求得; kpa;T max—日最高气温,ce a(T max)— -一T max时饱和水汽kpa,可将T max代入(3)式求得;e d(T max) - T m ax时实际水汽压,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kpa;I 50 亠50 〕e dHmean/!e而航二RH mean—-一平均相对湿度,%;RHRH max RH minmea ne d,即(13)(14)在最低气温等于或十分接近露点温度时,也可采用下式计算e d ,即T ks ――最高绝对温度,K ; T kn ---- 最低绝对温度,K ;T ks 二 T max 273 ( 16)T kn 二 T min • 273 ( 17)G —— 土壤热通量,MJ/ (m 2 d ); 对于逐日估算ET 0,则第d 日土壤热通量为G =0.38亿-T d 」) (18)对于分月估算ET 0,则第m 月土壤热通量为:G =0.14(T m -T m 」)(19)T d 、T d-1――分别为第d 、d-1日气温,C ;T m 、T m-1——分别为第m 、m-1日气温,C ; 丫 湿度表常数,kpa C -1;e d =0.611exp= 0.00163P/ ■P --- 气压,kpa ;P =101.3(293-0.0065Z2935.26Z ――计算地点海拔高程,m ;1入 --- 潜热,MJ ・kg -;■二 2.501 -(2.361 10 冷 TU2 -- 2m 高处风速,m/s ;U 2 =4.87 U h /ln(67.8h -5.42)(20)(21)(35)(36) 17.27T min T min -237.3h 风标高度,m; u h 实际风速,m/s。

作物蒸散率计算公式

作物蒸散率计算公式

作物蒸散率计算公式作物蒸散率是指作物在生长过程中通过蒸腾作用释放的水分量,是影响作物生长和产量的重要因素之一。

正确计算作物蒸散率对于合理安排灌溉和农业生产具有重要意义。

本文将介绍作物蒸散率的计算公式及其相关知识,希望能够对农业生产有所帮助。

作物蒸散率的计算公式可以通过不同的途径进行推导,其中比较常用的方法是基于作物蒸腾量和作物面积进行计算。

下面我们将介绍两种常用的计算公式。

第一种计算公式是基于作物蒸腾量的计算方法。

作物蒸腾量是指作物在单位时间内通过蒸腾作用释放的水分量,通常以毫米/天为单位。

作物蒸腾量可以通过气象站观测数据或者气象模型计算得到。

作物蒸散率的计算公式如下:作物蒸散率 = 作物蒸腾量 / 作物面积。

其中,作物蒸腾量可以通过气象数据计算得到,作物面积则是指实际种植的作物的面积。

通过这种方法计算得到的作物蒸散率可以较为准确地反映出作物的需水量,有助于合理安排灌溉。

第二种计算公式是基于作物蒸腾系数的计算方法。

作物蒸腾系数是指作物在不同生育期的蒸腾量与潜在蒸腾量之比,是一个无量纲的指标。

作物蒸散率的计算公式如下:作物蒸散率 = 作物蒸腾系数×潜在蒸腾量。

其中,作物蒸腾系数可以通过实地观测或者文献资料获得,潜在蒸腾量则是指在一定条件下,作物在单位时间内蒸腾的最大水分量。

通过这种方法计算得到的作物蒸散率可以较为直观地反映出作物的需水量,有助于指导农业生产。

除了以上介绍的两种计算方法外,还有一些其他方法可以用来计算作物蒸散率,比如基于土壤水分平衡的方法、基于蒸发皿观测的方法等。

不同的计算方法适用于不同的情况,选择合适的方法对于准确计算作物蒸散率非常重要。

在实际农业生产中,正确计算作物蒸散率对于合理安排灌溉和提高作物产量具有重要意义。

通过合理计算作物蒸散率,可以更好地掌握作物的需水量,避免因过量或者不足灌溉而导致的作物生长不良或者水资源浪费的问题。

因此,农民和农业技术人员应当重视作物蒸散率的计算工作,选择合适的计算方法,并结合实际情况进行调整,以确保作物得到充分的水分供应,提高农业生产效益。

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(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ed——实际水汽压,kpa;
Penman——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);
作物蒸发蒸腾量计算公式
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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
(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;
c—根据最低相对湿度、日照时数、白天风速确定的修正系数。
五、水汽扩散公式
利用近地面大气层中的湍流交换规律为基础,其形式为:
式中u1、u2—分别是z1、z2两个高度上的风速;
q1、q2—两个高度上的比湿;
ρ—空气密度;
k—卡曼常数。
六、水量平衡法
水量平衡法的基本原理是根据计算区域内水量的收人和支出的差额来推算植物蒸发蒸腾量,属于一种间接的测定方法。水量平衡方程式如下:
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年联合国粮农组织(FAO)推荐的修正公式为:
式中P0—海平面平均气压,hPa;
P—计算点平均气压,hPa;
△为饱和水汽压—温度曲线上的斜率(mbar/℃);
—湿度计常数,约为0.66;
ea—空气中实际大气压(mbar);
(1)
式中 —太阳净辐射;
—土壤热通量;
—感热通量;
—潜热通量, —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;
es—饱和水汽压(mbar);
u2—2 m处的风速,若用气象站常规的观测高度的风速则需乘以0.75的风速修正系数,m/s;
C—与最高气温和最低气温有关的风速修正系数。
四、布莱尼—克雷多公式
式中ET0—月平均参考作物蒸发蒸腾量(mm/d);
t—平均气温(℃);
p—月内日平均可能日照时数占全年可能日照时数的百分比;
(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;
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,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)
(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。
—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。
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:
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。
波文比-能量平衡法素以物理概念明确、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。
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