蒸散量和蒸发量关系
农田水利学第二章 作物需水量及作物灌溉制度1
一、作物需水量与影响因素 2．影响作物需水量的主要因素 （3）土壤因素
①影响作物需水量的土壤因素主要有质地、颜色、
含水量、有机质含量、养分状况等。砂土持水力弱，
蒸发较快，因此，在砂土上的作物需水量就大。
②土壤颜色而言，黑褐色土壤吸热较多，其
蒸发较大，而颜色较浅的黄白色土壤反射较 强，相对蒸发较少。
计算参照作物需水量的方法有很多，最 著名的、应用最广泛的是Penman公式
P0 Rn Ea P ET0 P0 1 P
实际需水量的计算
参照作物 需水量
ET kc ( ET0 )
实际作物 需水量 作物系数：随作 物不同，随生育 阶段不同
思考题：
1、解释作物需水量、作物耗水量，有何区
③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．影响作物需水量的主要因素 （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、灌溉制度的内涵及确定方法 灌溉制度随作物种类、品种和自然条件及 农业技术措施的不同而变化。 由于拟建灌区规划设计或已建灌区管理工 作的需要，灌溉制度一般都需在灌水季节前 加以确定，带有部分估算（预报）性质。
以作物需水规律和气象条件（特别是降 水）等作为主要依据，从当地具体条件出 发，针对不同水文年份，拟定湿润年（频 率为25%）、一般年（频率为50%）和中等 干旱年（频率为75%）及特旱年（频率为 95%）四种类型的灌溉制度。
4）按水量平衡原理分析制定灌溉制度 水量平衡法以作物各生育期内水层变 化（水田）或土壤水分变化（旱田）为依 据，从对作物充分供水的观点出发，要求 土壤含水量降至下限时则应进行灌水，以 保证作物充分供水。
四种水文模型的比较
四种水文模型的比较摘要：水文模型是用数学的语言对现实水文过程进行模拟和预报，在进行水文规律的探讨和解决水文及生产实际问题中起着重要作用。
本文分别介绍了新安江模型、萨克拉门托（SAC）模型、SWAT模型以及TOPMODEL模型，并对这四种水文模型的蒸发计算、产流机制、汇流计算、适用流域、参数以及模型特点等不同方面进行了比较分析。
并结合对着4种模型之间的比较，作出了总结分析和展望。
关键词：新安江模型；SAC模型；SWA T模型；TOPMODEL模型；模型比较引言流域水文模型在进行水文规律研究和解决生产实际问题中起着重要的作用。
新安江模型是一个概念性水文模型，1973年由赵人俊教授领导的研究组在编制新安江预报方案时，汇集了当时在产汇流理论方面的成果，并结合大流域洪水预报的特点，设计出的我国第一个完整的流域水文模型，至今仍在我国湿润和半湿润地区的洪水预报中得到广泛应用；萨克拉门托水文模型，简称SAC模型，是R.C.伯纳什（Burnash）和R.L.费雷尔（Ferral）以及R.A.麦圭儿（Mcguire）于20世纪60年代末至70年代初研制的，是一个连续模拟模型，模型研制完成时间相对较晚，其功能较为完善，兼有蓄满产流和超渗产流，广泛应用于美国水文预报中；SWAT模型是美国农业部农业研究中心研制开发的用于模拟预测土地利用及土地管理方式对流域水量、水质过程影响的分布式流域水文模型；TOPMODEL为基于地形的半分布式流域水文模型，于1979年由Beven和Kirkby提出，其主要特征是将数字高程模型（DEM）的广泛适用性与水文模型及地理信息系统（GIS）相结合，基于DEM数据推求地形指数，并以此来反映下垫面的空间变化对流域水文循环过程的影响，描述水流趋势。
本文对这四中水文模型从蒸发计算、产汇流计算、适用流域以及参数等方面进行分析比较，并得出结论。
1模型简介1.1新安江模型新安江模型是赵人俊等在对新安江水库做入库流量预报工作中，归纳成的一个完整的降雨径流模型。
蒸散量
蒸散量农田土壤蒸发和植物蒸腾的总耗水量。
也称实际蒸散、腾发量或总蒸发量。
单位为mm。
蒸散量是农田水分平衡的重要组成部分。
简介植物群落蒸散量和CO2交换量的测定方法多种多样.该文以水分、CO2动态的区域性整合为目标,开创了一种新的、同时测定群落蒸散量和CO2交换量的方法--LI-6262 CO2/H2O分析仪接气室法.借助这种方法测定了内蒙古锡林河流域典型草原区群落蒸散量和CO2交换量,取得了较好的结果.该方法将群落的重要生态过程:蒸散与光合、呼吸作用的测定联系起来,也因此得到一系列表征群落特性的有用指标;同时该方法具有精度高、简便易携带、适于野外操作等特点,经进一步改进后可广泛用于草原、沙地及湿地植物群落的气体通量测定.对于精确研究草原区各种植物群落类型的水分利用、光合和呼吸特性及草原区植被在全球气候变化中的地位和作用等有重要的实用价值蒸散量制约因素蒸散量受以下三方面的因素制约:①大气的干燥程度、辐射条件及风力大小所综合决定的蒸发势。
②土壤湿润程度和导水能力所决定的上壤供水状况。
③植被状况，包括植物水分输导组织、叶片气孔数量与大小以及群体结构对湍流交换系数的影响等。
平坦地面被矮秆绿色作物全部遮蔽，土壤充分湿润情况下的蒸散量称蒸散势(Potential Evapotranspiration)，也称可能蒸散量、潜在蒸散量或最大可能蒸散量。
因此实际蒸散量是蒸散势、土壤含水量及植被覆盖状况的函数。
蒸散量测定方法器测法应用蒸散计(内装生长着植物的土样的柱状仪器)定期测定土壤水分损失量。
经验公式法用数理统计方法，确定蒸散量与各种气候要素的相关关系，建立计算蒸散量的经验方程。
水分平衡法在地下水较深，对根分布层无水分补给的情况下，通过定期测定降雨量和土壤水分含量以确定蒸散量。
湍流交换法通过测定近地面层的水汽梯度和湍流系数以计算水分的垂直通量，从而确定蒸散量。
热量平衡法通过测定地表热量收支的各分量以确定消耗于蒸散的热量。
水文学原理 第七章 蒸发和散发-文档资料
§3 土壤蒸发
1 土壤蒸发过程
第一阶段 土含超过田间持水量 第二阶段 土含介于田间持水量 与毛管断裂含水量之间
E/Em
( 1) 田 间 持 水 量
( 2) ( 3)
第三阶段 土含小于等于毛管断 裂含水量
Hale Waihona Puke 毛管断裂含水量① 土壤含水量>W田：土壤中存在着自由重力水，土层中毛细管 上下沟通，供水充分，土壤蒸发只受气象条件的影响。蒸 发量大而稳定。 ② W断<W<W田：土壤中毛细管的连续状态将逐渐受到破坏，土 层内部由毛细管作用上升到表面的水分也将逐渐减少，蒸 发量与气象因素和土壤含水量有关。
§ 6 我国蒸散发分布规律
1、我国北方雨量少，温度低，平均年总蒸发量一般在
50~500mm之间
南方雨量多，温度高，平均年总蒸发量一般在 400~900mm之间。（部分地区，如台湾有高达 1000mm的） 2、受地形影响，不同地区即使年降水量接近相同，而
蒸发量都可能不同。在山区，降水不易滞留，迅速形
Wb
Wa
W
§5 流域蒸散发
4 流域蒸散发能力的计算
' ' Em K1 Ew K1 K 2 Ew K Ew ' Em — 流域蒸散发能力； Ew — 水面蒸发；Ew — 蒸发器蒸发。
K1 — 流域蒸散发能力与水面 蒸发的换算系数； K 2 — 水面蒸发与蒸发器观测 蒸发的换算系数； K — 流域蒸散发能力与蒸发 器蒸发的换算系数。
影响水面蒸发的影响因素 水面蒸发的确定方法 水面蒸发在空间上和时间上分布的特点
1 水面蒸发的物理机制
水面蒸发---最简单的蒸发方式---饱和蒸发面
一个水平的自由水面，进入水体的热能增加了水分子的动能，使一些 水分子所获得的动能大于水分子之间的内聚力时，就能突破水面而跃
水文学原理(第六章 蒸发与散发)
T --水面温度 。 水面温度
Doctrine of hydrology
es = 6.1×10
235+T
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（三） 水面蒸发量的测定 1.器测法 1.器测法
E = KE 器
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20m2水面蒸发池
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关于蒸发器折算系数φ 关于蒸发器折算系数 由于蒸发器受体积和水面面积的影响， 由于蒸发器受体积和水面面积的影响，其受热条件与大面 积水面有显著差异。因此， 积水面有显著差异。因此，蒸发器所观测的数据不能直接 用作大水体的水面蒸发值。 用作大水体的水面蒸发值。 总体规律是：蒸发器面积（直径）越大， 总体规律是：蒸发器面积（直径）越大，所观测数据越接 近于天然大面积水体。据研究，当蒸发池的直径大于3.5m 近于天然大面积水体。据研究，当蒸发池的直径大于3.5m 时，其蒸发量与天然大水体接近。 其蒸发量与天然大水体接近。 可用20m2或100m2的蒸发池的蒸发量 池与蒸发器的蒸 的蒸发池的蒸发量E 可用 发量E 的比值φ作为折算系数 作为折算系数： 发量 器的比值 作为折算系数： φ = E池/ E器
Doctrine of hydrology
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3.水深： 水深： 水深 浅水受当时气温影响显著，气温高， 浅水受当时气温影响显著，气温高， 蒸发量大，气温低则蒸发量小； 蒸发量大，气温低则蒸发量小； 深水由于上下水层的温度差异产生对 流，调节水温，与浅水相比，气温高时蒸 调节水温，与浅水相比， 发量相对较小，气温低时较大。 发量相对较小，气温低时较大。
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4.水量平衡法
灌溉用水定额
灌溉用水定额一、灌溉用水定额的概念灌溉用水定额是指在一定的土地面积和作物类型条件下，每单位时间内需要提供的灌溉用水量。
它是确定农业灌溉用水的重要指标，对于保证农业生产具有重要作用。
二、灌溉用水定额的计算方法1.基本公式灌溉用水定额=作物蒸散量+土壤蒸发量-降雨量其中，作物蒸散量是指一定时间内作物从根系吸收到的水分通过气孔蒸发出去的量；土壤蒸发量是指土壤表面和植被表面的水分通过气孔蒸发出去的量；降雨量是指一定时间内降落在土地上的雨水。
2.具体计算方法（1）作物蒸散量计算：可采取多种方法进行估算，如耗水系数法、参考作物法、深层渗透法等。
其中最常用的是参考作物法，即以某种典型植被为参照物进行计算。
（2）土壤蒸发量计算：可采取盖板法、负压板法等方法进行测定。
（3）降雨量计算：可通过气象站的监测数据进行获取。
三、灌溉用水定额的影响因素1.气候因素：气温、湿度、风速等气象因素会直接影响作物蒸散量和土壤蒸发量。
2.土地条件：土壤类型、坡度、坡向等都会对作物生长和水分利用产生影响。
3.作物类型：不同的作物对水分的需求量不同，因此灌溉用水定额也会有所差异。
4.灌溉方式：不同的灌溉方式（如滴灌、喷灌、洪灌等）对土壤水分利用率也会产生影响，从而对灌溉用水定额产生影响。
四、灌溉用水定额的应用1.指导农业生产：合理确定灌溉用水定额有助于提高农业生产效益，减少浪费和污染。
2.制定国家政策：在国家层面上，根据各地区的实际情况，制定相应的农业政策和规划，保障农业可持续发展。
3.科学管理资源：合理确定灌溉用水定额可以有效地管理资源，避免过度开发和浪费。
五、灌溉用水定额的局限性1.计算方法不够精确：灌溉用水定额的计算方法受到多种因素的影响，因此其结果可能存在一定的误差。
2.缺乏实际数据支持：在实际应用中，由于缺乏足够的实际数据支持，灌溉用水定额可能存在不确定性。
3.不能完全适应不同地区和作物类型：由于不同地区和作物类型对水分需求量的差异，灌溉用水定额可能不能完全适应所有情况。
遥感应用模型土壤含水量.pptx
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• 地表的净辐射通量Rn由以下方程式计算：
式中，Q为太阳总辐射，a为地表反照率
大气长波辐射
地表长波辐射
a为空气比辐射率， g为为地表发射率
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• 土壤热通量G在裸地条件下可达净辐射的20％-50％，而在植被覆盖下大大小于净 辐射，仅占5%-20％，对蒸散量计算的影响很小。 式中，Gv和Gg分别为植被和裸地下土壤热通量，h为作物冠层高度。
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• 潜在蒸散是在理想供水条件下，不存在水分亏缺的植物群体在单位时问内蒸 腾和土壤蒸发量之和。
• 对于充分湿润的下垫面，具有较低的反照率和较低的温度，热量交换主要通 过蒸发即潜热交换进行，此时的感热通量非常小，可近似认为潜在蒸散值是 地表净辐射和土壤热通量的差值
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• 将缺水指数按照干旱等级进行分级 第35页/共53页
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• 土壤含水量是一个无量纲的百分含量（%），遥感数据也是无量纲的灰度，因此 容易误认为两者既然都是无量纲的，可以直接进行统计分析。
• 其实不然，土壤含水量是真实的物理量数据，而从遥感影像上求出的表观土壤含水 量是虚拟的相对数据。
既然不同，为什么可以用遥感计算出 来的表观土壤含水量来替代实测的土壤 含水量呢?
• 传统的旱情监测方法，主要是根据有限的旱情测量站点测定土壤水分含量来监测土壤水分。 • 经典的土壤水分测量方法主要有称重法、中子水分探测法、快速烘干法、电阻法等。 • 因采样速度慢而且花费大量人力物力，范围有限，难以满足实时、大范监测的需要。随着遥感技术的迅
速发展，多时相、多光谱、高光谱遥感数据反映了大面积的地表信息，这些信息从定位、定量方面反映了 土壤水分状况。
城市环境地学：城市气候习题与答案
一、单选题1、关于蒸发量和蒸散量，叙述错误的是（）。
A.蒸发量和蒸散量在数量上基本相同B.蒸发量是指一定时段内，水由液态或固态转变成气态, 散布到空气中的量C.制约蒸散量的因素包括由土壤湿润程度和导水能力所决定的土壤供水状况D.蒸散量是指土壤蒸发和植物蒸腾的总耗水量正确答案：A2、关于城市边界层热岛的形成原因，叙述错误的有（）。
A.由高烟囱等排放出的人为热B.城市冠层中的暖空气通过上升运动进入城市边界层C.夜间，城市边界层之上，有较强的悬浮逆温层，下垫面粗糙度大，机械湍流可冲破逆温层底部，使上层冷空气向下传输D.城市边界层中诸如黑碳气溶胶在白天能吸收太阳辐射而增温正确答案：C3、关于城市冠层热岛形成的主要原因，不包括（）。
A.人为热和温室气体排放有利于加强城市热岛B.大气中悬浮颗粒物有利于加强夜间热岛C.稳定的、气压梯度小的天气形势有利于热岛的形成D.城市的风更小正确答案：D4、城市热岛环流的成因是（）。
A.郊区空气与市区空气的混合B.城市暖空气上升辐散下沉至乡村后流向城市C.郊区暖空气上升D.乡村高层冷空气流向城市后加热成暖空气正确答案：B5、城市能见度下降的主要原因包括（）。
A.城市辐射增加B.城市风场改变C.城市热岛D.高浓度的气体污染物正确答案：D6、城市化导致城市冠层和边界层风场的变化包括（）。
A.下垫面的改变B.风速、风向的改变C.能见度的改变D.空气质量的改变正确答案：B7、城市洪涝灾害危险程度的决定因素包括（）。
A.相对湿度指数B.能见度指数C.热岛效应指数D.暴雨危险指数正确答案：D二、多选题1、关于城市大气环境的垂直分层，叙述正确的是（）。
A.城市边界层是由建筑物顶向上到积云中部高度B.城市冠层由建筑、道路、植被等多种因子等组成C.城市气候的大气环境包括城市冠层和之上的城市边界层D.城市冠层是指城市建筑物顶以下至地面的这一层次正确答案：A、B、C、D2、关于下垫面的叙述，正确的有（）。
农田实际蒸散量(eta)的主要研究方法及其优缺点
一、概述农田蒸发是农业生产中的重要环节，对于作物的生长发育和水分利用具有重要意义。
而农田实际蒸散量(eta)的研究则是了解农田水分变化和管理水资源的重要途径。
本文将探讨农田实际蒸散量的主要研究方法及其优缺点。
二、蒸发皿法1. 优点：（1）操作简便：只需将蒸发皿放置在田间即可进行实验；（2）成本低廉：不需要复杂的设备和技术支持。
2. 缺点：（1）结果受环境影响大：受到风速、温度、湿度等因素的影响，结果稳定性差；（2）需要大量人力物力投入：需要对多个蒸发皿进行实验，耗时耗力。
三、重量法1. 优点：（1）结果相对准确：通过称量土壤水分变化来计算蒸散量，结果更可靠；（2）适用于广泛的土壤类型。
2. 缺点：（1）设备成本高：需要精密的称量设备和自动记录装置；（2）操作复杂：需要对称量设备进行精确校准，并且需要专业技术支持。
四、蒸发皮阻法1. 优点：（1）结果准确：通过考虑土壤水分、植被、气象条件等多方面因素，结果较为真实；（2）可用于长期观测和实验。
2. 缺点：（1）需要大量监测数据：对气象条件、土壤性质等需要进行长期和全面的监测；（2）需要专业知识：对于蒸发皮阻的理解和计算需要专业知识。
五、室内-外重量法1. 优点：（1）较为准确：结合了室内条件和田间环境，结果相对可信；（2）可以对不同因素进行分析：通过对室内外因素的对比，可以分析影响农田蒸散的因素。
2. 缺点：（1）操作复杂：需要在室内和田间进行多次实验和监测；（2）需要严格控制条件：室内外环境需要严格控制，需要专业技术支持。
六、结论本文对农田实际蒸散量的主要研究方法进行了探讨，并分析了各种方法的优缺点。
对于农田实际蒸散量的研究，需要根据实际情况选择合适的方法，结合多种方法进行综合分析，以确保研究结果的准确性和可信度。
希望本文可以为相关研究提供一定的参考和借鉴。
七、辐射法1. 优点：(1) 结果精确：辐射法是通过测量土壤表面和植被的辐射温度来计算蒸散量的方法，可以提供比较准确的结果；(2) 实验规模灵活：可以根据需要在不同尺度上进行实验，从小型实验室到大型田间试验皆可。
大气探测学作业习题及参考答案
6 精品课程《大气探测学》作业习题第1章绪论1.名词解释：大气探测的精确度、灵敏度、惯性、分辨率、量程、代表性、可比性。
2.大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？3.大气探测的发展主要有哪几个时期？4.简述大气探测原理有哪几种方法？5.大气探测仪器的性能包括哪几个？6.如何保证大气探测资料的代表性和可比性？第2章云的观测7.熟记三族、十属、二十类云的中文名和国际简写。
8.解释积状云、层状云、波状云的形成机理和基本特征。
9.解释卷积云与高积云、高积云与层积云各有何异同？10.解释卷层云与高层云、高层云与雨层云、雨层云与层云有何异同？11.解释荚状、堡状、絮状云、钩状云的形成机理，各代表什么大气气层结状况？12.解释碎积云、碎层云、碎雨云的外形与成因有何不同？13.简述对流云从淡积云Cu hum发展到鬃积雨云Cb cap的物理过程。
14.熟记CH、CM、CL云码所代表的云属、云状及其天气意义和演变规律。
15.对下面的记录进行分析，并描述天空状况，包括云状、云量、云的特征及可能伴随出现的天气现象等。
时间8h 10h 12h 14h 16h云码CL1，CM8，CH1 CL2，CM6，CH2 CL2，CM6，CHX CL9，CMX，CHX CL7，CM9，CHX云量4/2 6/4 8/6 10/10 10/10-第3章能见度的观测16.影响能见度的因子有哪些？17.气象能见度的定义是什么？18.白天能见度与夜间能见度的观测有何不同？19.能见度的器测法主要有哪几种，说明它们的优缺点和工作原理。
20.请写出水平均一大气的目标物亮度方程，并说明方程各项的意义。
21.请写出人眼所见目标物的总视亮度方程，并说明方程各项的意义。
22.请写出目标物一水平天空背景亮度对比度衰减规律方程，并说明各项意义。
第4章天气现象的观测23.简述形成连续性、间歇性和阵性降水的物理机理及判断特征。
24.如何区别吹雪和雪暴？25.阐述浮尘与霾；霾与轻雾；浮尘、扬沙、沙尘暴及尘卷风天气现象的形成机理，并写出其符号。
高考地理专题训练：地表蒸散发(附答案解析)
高考地理专题训练：地表蒸散发(附答案解析)地表蒸散是指地表土壤蒸发和植物蒸腾的总和，是土壤—-植物——大气连续体系中水分运动的重要过程，是植物生长发育至关重要的水分和能量来源，是陆面生态系统与水文过程的重要纽带。
读“祁连山海拔2600-3800m内某流城不同地表实测蒸散对比和降水逐月分配图”，完成1—2题。
1．该流域地表蒸散年内的变化是( )A.林地土壤蒸散大，草地蒸散小B．冬季植被蒸散大，夏季植被蒸散小C.夜间蒸散较大，白天蒸散较小D.植被生长期蒸散大，休眠期蒸散小2．该流域内8月份草地土壤蒸散相对较低的主要原因可能是( )A．阴雨天气多B.海拔比较高C.纬度比较低D.径流量较大解析：1．读图可知，该流域一年内地表蒸散具有随季节变化而变化的规律，乔木（林地）蒸散小于草本植被（草地）蒸散；植被生长期内（4-10月份）蒸散大，休眠期内（11月一次年3月份）蒸散小；夏季植被蒸散大于冬季植被蒸散；白天气温高，蒸发旺盛，故白天植被蒸散大于夜间植被蒸散。
2．读图可知，该流域8月份降水多，阴雨天气多，气温相对较低，光照时间短，从而导致草地土壤在8月份蒸散相对较低。
答案：1.D 2.A(2019·聊城二模)地表蒸散发(简称ET)也称陆地表层水汽通量，是地表植被蒸腾、土壤与水体蒸发的水汽总和。
下图为2000～2014年黄河源区多年月平均ET与气温和降水变化示意图。
据此完成3～5题。
3．黄河源区夏季ET数值较大的原因不包括( )A．气温较高B．太阳辐射较强C．降水较多D．太阳活动剧烈4．黄河源区冬季ET主要来源于( )A．地表植被蒸腾B．土壤浅层水分蒸发C．水面水分升华D．人类活动水分排放5．关于黄河源区ET分布规律的叙述，正确的是( )A．ET值从大到小依次为夏季、春季、秋季、冬季B．与降水量呈正相关，与气温呈负相关C．冬季大于降水量，夏季小于降水量D．秋季低于气温值，春季高于气温值解析：第3题，由材料可知，ET是地表植被蒸腾、土壤与水体蒸发的水汽总和。
1981-2015年中国陆地生态系统蒸腾蒸散比数据集
1981-2015年中国陆地生态系统蒸腾蒸散比数据集1. 引言1.1 概述随着全球气候变化的日益加剧，对陆地生态系统水循环及其对气候变化响应的研究变得越来越重要。
作为一个关键的水循环过程，生态系统蒸腾蒸散比在维持陆地生态系统功能和调节气候变化方面起着至关重要的作用。
蒸发过程影响着土壤湿度、植被生长、能量平衡以及降水分布等诸多因素。
因此，深入了解和研究中国陆地生态系统蒸腾蒸散比的时空变化规律，对于合理利用水资源、生态环境保护与可持续发展具有极其重要的意义。
1.2 背景介绍中国是世界上人口最多、面积第三大的国家，拥有多种不同类型的生态系统。
然而，在近几十年中，中国面临着快速城市化和工业化带来的严重环境问题。
这些问题直接威胁到了中国陆地生态系统的稳定性和可持续性发展，并进一步影响到全球气候变化。
因此，对中国陆地生态系统进行深入研究并了解其水循环过程是十分重要且紧迫的。
1.3 研究意义本文旨在通过收集和分析1981年至2015年期间中国陆地生态系统蒸腾蒸散比数据集，探讨中国陆地生态系统的时空变化规律，并深入研究气候变化和土地利用变化对生态系统蒸发的影响。
这将有助于我们更好地理解水资源利用效率、土壤湿度动态以及植被与气候相互作用机制等关键问题。
同时，研究结果还可为相关政策制定提供科学依据，指导生态环境保护和可持续发展的实践。
最后，本文对研究局限性进行详细讨论，并展望未来研究方向，希望建立起一套完整的生态保护与可持续发展指导框架。
通过本文的研究内容，我们将能够更好地认识各种不同类型的生态系统之间的区别和联系，为全球范围内的陆地生态系统管理和水资源调控提供参考依据。
希望通过这些努力，能够促进中国的生态文明建设，并为其他国家和地区在应对气候变化和保护生态环境方面提供借鉴与启示。
2. 数据集来源:2.1 数据收集时间范围:本研究所使用的数据集涵盖了1981年至2015年这个时间段。
这个时间范围的选择是为了能够充分考虑到近几十年来中国陆地生态系统蒸腾蒸散比的变化情况。
蒸发与散发EvaporationandTranspiration
对于一个封闭系统，水分子运动的能量来自热能。 每个水分子离开水体时，都要吸收一定的能量而 使水体温度降低，但当继续供给热能时，汽化作 用就能不断地进行，结果水分子在水面上累积起 来。水面温度愈高，其中水分子运动愈活跃，从 水面进入空中的水分子也就愈多，导致水面上空 气中的水汽含量也愈多。根据理想气体定律，在 恒定的温度和体积下，气体的压力与气体的分子 数成正比，因而水汽压也就愈大。同时，空气中 的水分子返回水面的机会也增多。当到一定程度 时，必然发生出入水面的水汽分子数相等的情况， 有效蒸发量为0，达到“饱和平衡状态”，相应 的水汽压力称饱和水汽压。水面温度若发生变化 又会出现新的平衡状态，所以可用饱和水汽压衡 量水面有效蒸发量的变化。
从能态理论观点来看，在液态水和水汽两相共存的系统 中，每个水分子都具有一定的动能。只有那些运动比较 快动能足够大的分子才能克服水分子之间的内聚力（氢 键和和范氏力）而突破水面而跃入空中。当水体中的某 些水分子溢出水面后，所剩下的水分子平均动能将减少， 水温因而降低。 而温度是物质分子运动平均动能的反映， 所以温度愈高，自水面逸出的水分子愈多。由于跃入空 气中的分子能量大，蒸发面上水分子的平均动能变小， 水体温度因而降低。 单位质量的水，从液态变为气态时所吸收的热量，称为 蒸发潜热，以L表示，其值与蒸发面温度T有以下关系： L=2491-2.177T（J/g） 或L=595-0.52t (L--为蒸发潜热 ，卡/克， t--水温) 反之，水汽分子因本身受冷或受到水面分子的吸引作用 而重回水面，发生凝结。在凝结时水分子要释放热量， 在相同温度下，凝结潜热与蒸发潜热相等。所以说蒸发 过程既是水分子交换过程，亦是能量的交换过程。
3.蒸发率微弱阶段
当土壤含水量进一步降低至毛细管断裂含水量 （相当于凋萎含水量）以下时，土壤蒸发进入第 三阶段。此时，毛管水不再以连续状态存在，毛 管的传导作用停止，土壤水分只能以薄膜水和气 态水的形式向表层移动，土壤内部的水分通过汽 化，并经土壤孔隙向大气运行，因此，蒸发主要 以水汽扩散输送，这种运动形式缓慢，土壤的蒸 发强度很小，并且比较稳定。 此阶段，土壤蒸发率小而稳定。 该阶段的蒸发受气象因素和土壤水分含量的影响 都很小。实际蒸发量只取决于下层土壤的含水量 和与地下水的联系状况。
实验六 应用瓦尔特气候图解法了解农田水分收支平衡
实验六应用瓦尔特气候图解法了解农田水分收支平衡一、目的意义水是作物生产中的重要因素之一，水资源中最基本的是降水量，了解某地区降水量的总量及其季节分布是当地安排作物种植和土壤耕作、灌溉、施肥决策的重要依据。
本实验要求学会运用瓦尔特气候图解法了解降水量与当地旱涝形成的关系。
二、原理在自然降水条件下，农田里的水分收支不平衡主要是由于农田蒸散量（土壤蒸发量+植物蒸腾量）大于降水量造成的。
农田蒸散量又主要决定于气候条件中的太阳辐射与气温，而气温又主要取决于太阳辐射。
据此德国科学家H·瓦尔特把降水与气温联系在一起，提出一种经验方法——瓦尔特气候图解法来说明水分的收支平衡关系。
即以月平均气温（T）与月降水量（R）分别按T:R=1:2和T:R=1:3两种比例，将温度与降水量绘制在一起，制成T·R图，若温度线与1:2降水线交叉时为严重干旱期；与1:3降水线交叉时为一般干旱期；不交叉为不干旱期；月降水量大于100mm（1:2降水线）时为可能发生径流的水分过多潮湿期。
例北京地区瓦尔特气候图：三、材料与仪器某地月平均气温与月降水量；坐标纸、绘图工具；或计算机四、方法与步骤根据所给的气象资料，以月份（1~12月）为横坐标，T、R分别为左、右纵坐标，分别按T:R=1:2和T:R=1:3绘出气候图解的图像五、作业班级：___________ 学号_______ 姓名：__________ 成绩：__________ 实验六：根据以下某地资料做出图像，在图像上注明严重干旱期、一般干旱期、不干旱期、水分过多期，。
不同蒸发器水面蒸发量相互关系分析
不同蒸发器水面蒸发量相互关系分析水面蒸发是水文循环过程中的一个重要环节，是水资源学科研究的重要内容之一，因此研究水面蒸发不仅在科学上能对地球上的水循环获得正确认识，而且在生产上也有实用价值。
确定水面蒸发量可以有多种途径，但最常用、最简便的方法是蒸发器测法，即利用仪器直接确定水面蒸发量。
标签：不同蒸发器；水面蒸发量；相互关系蒸发站使用的观测仪器主要有E601型蒸发器和口径为20cm 的蒸发器二种。
由于它们本身及其周围的动力和势力条件的差异，因而在同一地点测得的蒸发量各不相同。
我们在水资源评价、水文预报、水文计算和流域水文模型的计算中，不仅深感蒸发站网的稀少，而且会常常遇到不仅一个流域的每个蒸发站之间采用的仪器各不相同，就是同一个蒸发站在不同年份、月份采用的仪器也不一样，造成观测资料系列不一致。
对此，常需要把各种类型蒸发器观测的蒸发量相互关系进行分析、对比，使其资料系列一致。
因此分析不同蒸发器蒸发量相互关系是一个非常重要的问题。
1、不同蒸发器所得蒸发量的关系蒸发量是进行水文测算的重要参数，也是水文测验的重要项目，当前水资源评价、水文预报和计算、流域水文模型计算等过程都会受到蒸发站网稀少的制约，而且已经获取的蒸发量相关数据可靠性和一致性较差，由于不同水文站所使用仪器设备的不同性和观测方法、观测模式等的不同性直接导致观测结果的差异和不可比，为此，有必要分析各类蒸发器所观测的蒸发量的相互关系，以保持资料系列的一致性，为相关研究提供可靠的基础数据支撑，以下主要就对相关区域的16个气象测站E601型蒸发器和EФ20蒸发器的水面蒸发同期观测资料，计算了两种蒸发量的折算系数，并分析了2种蒸发量观测值的相互关系，为利用长序列、单站点观测资料提供了依据，以期为类似分析提供借鉴指导。
1.1蒸发量的分布情况分析引起蒸发量变动的原因很多，如蒸发器类型、自然环境、季节变化等，为此笔者采用各类蒸发器的月、年蒸发量进行其相关关系分析。
森林植被对水循环和水平衡的影响
森林植被对水循环和水平衡的影响森林是一个高密度树木的区域。
这些植物群落覆盖地球陆地的大面积，全球森林覆盖率平均水平为31.7%，主要集中在南美、中非、俄罗斯和东南亚。
森林对全球碳氧平衡、水循环和水平衡以及巩固土壤起着重要作用，是构成地球生物圈中的一个最重要方面。
森林水循环是陆地水循环中的重要组成部分，，森林植被是陆地水文循环的各个重要过程的参与者，不但影响森林植被的结构、功能与分布格局，还影响地球表面系统的能量收支、转换和分配，在陆地生态系统的碳氮平衡过程中发挥着重要作用，同时对降水、蒸散和径流等水文通量在空间上的分布特征有着重要的影响。
森林生态系统的水文功能不仅是其服务功能的重要组成部分，而且对系统生产力、养分循环等其它功能都存在一定的影响。
本文将从森林植被对降水、水分的蒸散和地表径流三个方面阐述森林植被对水循环和水平衡的影响。
一、森林植被对降水的影响由于森林植被大面积覆盖的区域常常是年降雨量较大的地区（如热带雨林地区终年多雨和亚热带温带森林在湿季的长时间降雨），所以研究森林植被对降水的影响是森林对全球水循环和水平衡的影响的重要环节。
森林植被常把降水量分异为林冠截留量、茎叶流量和透过量三个部分。
在茂密的森林林冠的作用下，降雨的一部分因为被叶、枝、茎等拦截而不能直接到达地面，并通过蒸发作用以水蒸气的形式回流入大气层，这一部分被称为“林冠截留”，林冠截留率一般在10%~30%，有少数的热带雨林可达到30%以上。
林冠进一步将储存的雨水汇集起来从冠层表面滴落或沿树木的茎部导向地面，这一部分称为“茎叶流量”。
从林冠间隙直接落入地面的降水成分称为“透过量”。
林冠截留量、茎叶流量和透过量三者的比例随林种，林木分布密度的不同而不同，过多的林冠截留量减少了参与陆地水循环的水量，对生物发展和人类活动有不利影响，而茎叶流量的增加能促进植物的保水持水，却不利于干流的形成，其比例关系也是研究森林植被对降水影响的主要切入方向。
蒸发散的计算方法
蒸发散的计算方法一、 热量平衡—波文比法 （EBBR 法）根据能量不灭定律，森林林冠层接受的能量等于支出的能量。
能量平衡方程为： R=LE+H+G+F+A R:辐射差额 H:乱流交换热通量 L:汽化潜热G:土壤的热通量 E:水汽通量（垂直方向） F:植物体贮热量的变化LE:蒸散耗热 A:光合作用消耗的热量（小于R 的3%，一般忽略）方程中R 辐射差额，G 土壤的热通量，F 植物体贮热量的变化 可以实测得到。
LE 蒸散耗热和H 乱流交换热通量为未知数。
假定：乱流水汽交换系数与乱流热交换系数相等波文比：B=H/LE=r ×⊿θ/⊿e r ：干湿表常数⊿θ：两个观测高度上的温度差 ⊿e ：两个观测高度上的绝对湿度差 则：蒸散量E=(R-G-F)/L(1+B)二、 Penman-Monteith 方程Penman 公式最早用于计算水面蒸发。
Monteith 在Penman 公式的基础上引入了冠层阻力的概念后，即可计算林冠的蒸发散。
()[])/1(/*c a an r r r r e T e C Q LE ++∆-+∆=ρρ L:汽化潜热E:水汽通量（垂直方向） LE:蒸散耗热∆：空气平均温度时饱和水汽压曲线的斜率r ：干湿表常数 Q n :净辐射与地面热通量的差值ρ：空气密度ρe:空气中的水汽压e*(T):空气温度为T 时的饱和水汽压 r a :空气动力学阻力 r c :冠层阻力三、 Thornthwaite 公式该公式计算的是蒸散潜力，即最大的蒸散量。
aJ J T D E ⎪⎭⎫ ⎝⎛=10533.00E:平均日蒸散量 mm/天 D 0:一天的日照时间T j :月平均气温(j=1,2 (12)J:指数 514.11215∑=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=i j T Ja:经验式 49.01079.11071.71075.622537+⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=---J J J a四、Makkink 公式计算草地的蒸散b R raE s ++∆∆= ∆：空气平均温度时饱和水汽压曲线的斜率r ：干湿表常数R s :短波总辐射除以汽化潜热的商a,b 经验系数,在荷兰草地，a=0.61,b=-0.12(mm/d)五、Morton 公式用气候资料计算地区的实际蒸散()A d a m ne f e e r r M R r E )(76.276.1-∆+-++∆∆=E:蒸散量∆：空气平均温度时饱和水汽压曲线的斜率r ：干湿表常数R ne :净辐射除以潜热系数L e d :空气露点湿度下的饱和水汽压 R s ：天空短波辐射总量 e a :空气的饱和水汽压当T>=0度 f A =47.5cal/cm 2.天.mb T<0度 f A =54.6cal/cm 2.天.mb M m =(1.37R 1-0.394R s )/L R 1:净长波辐射六、Priestley-Taylor 公式水分供应充足条件下草地的蒸发散rQ aE n+∆∆= E:蒸散量∆：空气平均温度时饱和水汽压曲线的斜率r ：干湿表常数Q n :净辐射与地面热通量的差值 a:经验常数 1.26-1.29七、Ture 公式计算年蒸散量[]nnE P P E /10)/(9.0/+=E:年蒸散量 mm/年 P:年降雨量 mm/年E 0:土壤水分充足条件下最大年蒸散潜力 E 0=300+25T+0.05T 3n:常数 n=2。
蒸散量
蒸散量农田土壤蒸发和植物蒸腾的总耗水量。
也称实际蒸散、腾发量或总蒸发量。
单位为mm。
蒸散量是农田水分平衡的重要组成部分。
简介植物群落蒸散量和CO2交换量的测定方法多种多样.该文以水分、CO2动态的区域性整合为目标,开创了一种新的、同时测定群落蒸散量和CO2交换量的方法--LI-6262 CO2/H2O分析仪接气室法.借助这种方法测定了内蒙古锡林河流域典型草原区群落蒸散量和CO2交换量,取得了较好的结果.该方法将群落的重要生态过程:蒸散与光合、呼吸作用的测定联系起来,也因此得到一系列表征群落特性的有用指标;同时该方法具有精度高、简便易携带、适于野外操作等特点,经进一步改进后可广泛用于草原、沙地及湿地植物群落的气体通量测定.对于精确研究草原区各种植物群落类型的水分利用、光合和呼吸特性及草原区植被在全球气候变化中的地位和作用等有重要的实用价值蒸散量制约因素蒸散量受以下三方面的因素制约:①大气的干燥程度、辐射条件及风力大小所综合决定的蒸发势。
②土壤湿润程度和导水能力所决定的上壤供水状况。
③植被状况，包括植物水分输导组织、叶片气孔数量与大小以及群体结构对湍流交换系数的影响等。
平坦地面被矮秆绿色作物全部遮蔽，土壤充分湿润情况下的蒸散量称蒸散势(Potential Evapotranspiration)，也称可能蒸散量、潜在蒸散量或最大可能蒸散量。
因此实际蒸散量是蒸散势、土壤含水量及植被覆盖状况的函数。
蒸散量测定方法器测法应用蒸散计(内装生长着植物的土样的柱状仪器)定期测定土壤水分损失量。
经验公式法用数理统计方法，确定蒸散量与各种气候要素的相关关系，建立计算蒸散量的经验方程。
水分平衡法在地下水较深，对根分布层无水分补给的情况下，通过定期测定降雨量和土壤水分含量以确定蒸散量。
湍流交换法通过测定近地面层的水汽梯度和湍流系数以计算水分的垂直通量，从而确定蒸散量。
热量平衡法通过测定地表热量收支的各分量以确定消耗于蒸散的热量。
水 文 学 原 理(7蒸发与散发)
§5 流域蒸散发
3 流域蒸散发的计算方法
E/Em
1.0
W Wa Em , 1 C E 1 (Wa W ) Em ,Wb W Wa Wa Wb CEm , W Wb
Wb
Wa
W
§5 流域蒸散发
4 流域蒸散发能力的计算
' ' Em K1 Ew K1 K 2 Ew K Ew ' Em — 流域蒸散发能力； w — 水面蒸发；Ew — 蒸发器蒸发。 E
K1 — 流域蒸散发能力与水面 蒸发的换算系数； K 2 — 水面蒸发与蒸发器观测 蒸发的换算系数； K — 流域蒸散发能力与蒸发 器蒸发的换算系数。
§5 流域蒸散发
5 流域蒸散发的空间变化
一般而言，随高程增加，流域蒸散发能力会有所减小
§5 流域蒸散发
6 流域蒸散发计算（三层蒸发模式）
WU 、WL — 上、下层土壤含水量； WUM 、WLM — 上、下层土壤含水容量 ； EU、EL、ED — 上、下、深层蒸发量； （ ）WU P Em时，EU Em，EL 0，ED 0； 1 （2）WU P Em，WL C WLM 时： EU WU P，EL ( Em EU )WL / WLM ，ED 0； （3）WU P Em，C ( Em EU ) WL C WLM 时： EU WU P，EL C ( Em EU )，ED 0； （4）WU P Em，WL C ( Em EU )时： EU WU P，EL WL ，ED C ( Em EU ) EL。
第七章
蒸发与散发
Evaporation and Transpiration
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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。