FAO Penman-Monteith equation 粮农组织 Penman-Monteith 公式

本章向用户介绍标准的一种从气象数据计算参考蒸散量 (ETo) 的方法的必要性。推荐使用粮农组织 Penman-Monteith 方法作为确定参考蒸散量的唯一 ETo 方法。本章描述了该方法及推导过程所需的气象资料以及参考面的相应定义。

NEED FOR A STANDARD ETo   METHOD 需要标准 ETo 方法

在过去的 50 年里，世界各地的众多科学家和专家开发了大量或多或少的经验方法，以估计不同气候变量的蒸散量。相关公式通常经过严格的局部校准，并被证明具有有限的全局有效性。在一组新条件下测试方法的准确性是费力、耗时且成本高昂的，但在项目规划或灌溉计划调度设计中经常需要在短时间内获得蒸发量数据。为满足这一需求，制定并在粮农组织第 24 号关于灌溉和排水文件“作物需水量”中发布了指南。为了适应具有不同可用性数据的用户，提出了四种计算参考作物蒸散量 (ETo) 的方法：Blaney-Criddle、辐射、改进的 Penman 和蒸发皿蒸发量方法。修改后的 Penman 方法被认为提供了与草为参考作物相关的最佳结果，且可能出现的误差最小。预计蒸发皿方法将给出可接受的估计值，具体取决于蒸发皿的位置。对于可用气候数据包括测量气温和日照、云量或辐射，但未测量风速和空气湿度的地区，建议采用辐射法。最后，该出版物建议在可用气候数据中仅有涵盖气温数据的地区使用 Blaney-Criddle 方法。

这些计算 ETo 的气候方法均针对十天或每月计算进行校准，而不是针对每日或每小时计算进行校准。 Blaney-Criddle 方法被推荐用于一个月或更长时间。对于泛化型方法，建议应在十天或更长时间内进行计算。但用户并不总是符合这些条件，并且通常在每日时间步长上进行计算。

研究的进展和对作物用水量的更准确评估揭示了这些方法的弱点。许多研究人员分析了四种方法在不同位置的性能。尽管此类分析的结果可能会受到站点或测量条件或天气数据收集中的偏差的影响，但很明显，所提出的方法在世界各地的表现方式并不相同。通常发现计算值与观测值的偏差超过了粮农组织规定的范围。修改后的 Penman 经常被发现高估了 ETo，即使在低蒸发条件下高达 20%。粮农组织推荐的其他方程显示出对草的参考作物蒸散标准的不同的依从性。

为了评估这些和其他估算程序在不同气候条件下的性能，在美国土木工程师协会 (ASCE) 灌溉用水需求委员会的主持下进行了一项重大研究。 ASCE 研究分析了 20 种不同方法的性能，使用详细程序来评估方法的有效性，并与来自 11 个不同气候条件的地点的一组仔细筛选的蒸渗仪数据进行比较。该研究证明非常具有启发性，并显示了这些方法在不同气候条件下的广泛不同的性能。在欧洲共同体委托进行的一项平行研究中，一个欧洲研究机构联盟使用来自欧洲不同蒸散仪研究的数据评估了各种蒸散方法的性能。