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。
研究证实了粮农组织第 24 号灌溉和排水文件中引入的改良 Penman 的过高估值,以及不同方法的可变性能取决于它们对当地条件的适应。比较研究可总结如下:
Penman 方法可能需要对风函数进行局部校准才能获得满意的结果。
辐射方法在空气动力学项相对较小的潮湿气候中显示出良好的结果,但在干旱条件下的表现不稳定并且往往会低估蒸发量。
温度方法仍然是经验性的,需要局部校准才能获得令人满意的结果。一个可能的例外是 1985 年的 Hargreaves 方法,该方法显示了具有全球有效性的合理 ETo 结果。
蒸发皿蒸散量方法清楚地反映了利用开放水域蒸发量预测作物蒸散量的缺点。这些方法易受蒸发皿蒸散运行时的小气候条件和站点维护的严格性影响。他们的表现反复无常。
ASCE和欧洲研究均表明,Penman-Monteith方法在干旱和潮湿气候中的表现相对准确且一致。
对各种计算方法的性能分析表明,有必要制定一种计算ETo的标准方法。建议将FAO Penman-Monteith法作为唯一标准方法。这是一种极有可能在广泛的位置和气候条件下正确预测ETo的方法,并可在数据不足的情况下应用。不再鼓励使用旧的FAO或其他参考ET方法。
对各种计算方法性能的分析表明,需要制定一个标准的计算 ETo 的方法。 推荐使用粮农组织 Penman-Monteith 方法作为唯一标准方法。 它是一种在广泛的位置和气候下极有可能正确预测 ETo 的方法,并且可以在数据缺失的情况下应用。 不再鼓励使用较旧的粮农组织或其他参考 的 ET 计算方法。
FORMULATION OF THE PENMAN-MONTEITH EQUATION,PENMAN-MONTEITH 方程的公式
Penman-Monteith 公式
1948年,彭曼将能量平衡与传质方法结合起来,根据日照、温度、湿度和风速的标准气候记录,导出了一个计算开放水面蒸发量的方程式。这个所谓的组合后,许多研究人员进一步发展了该方法,并通过引入阻力因子将其推广到了作物的面应用。
阻力术语区分了空气动力阻力和表面阻力系数(图7)。表面阻力参数通常组合为一个参数,即“整体”表面阻力参数,该参数与空气动力阻力串联运行。表面阻力rs描述了蒸汽流经气孔、总叶面积和土壤表面的阻力。空气动力阻力ra描述了植被向上的阻力,包括空气在植被表面流动产生的摩擦力。虽然植被层中的交换过程太复杂,无法用这两个阻力因子完全描述,但在测量和计算的蒸散率之间可以获得良好的相关性,尤其是对于均匀的草地参考平面来说更加如此。