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。
为了避免需要苛刻和昂贵研究的局部校准问题,选择了假设的草参考作物。活草参考的困难是由于草的种类和形态会显着影响蒸发速率,尤其是在用水高峰期。暖季和冷季草类型之间可能存在很大差异。冷季草的气孔控制程度较低,因此蒸散率较高。在一些干旱的热带气候中,可能很难种植冷季草。
粮农组织关于修订粮农组织作物需水方法的专家磋商会接受了以下对参考面的明确定义:
“假设的参考作物,假定作物高度为 0.12 m,固定表面阻力为 70 s m-1,反照率为 0.23。”
参考表面非常类似于高度均匀的绿草的宽阔表面,生长活跃,完全遮蔽地面并有足够的水。草表面应该是广泛和均匀的要求源于所有通量都是一维向上的假设。
选择粮农组织 Penman-Monteith 方法作为可以明确确定该参考面 (ETo) 蒸散量的方法,并作为在所有区域和气候中提供一致 ETo 值的方法。
FAO PENMAN-MONTEITH EQUATION,粮农组织 PENMAN-MONTEITH 方程
Equation 公式
1990 年 5 月,粮农组织与国际灌溉和排水委员会以及世界气象组织合作,组织了一次专家和研究人员磋商会,以审查粮农组织关于作物需水量的方法,并就程序的修订和更新提出建议。
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图 9 假定参考作物的特征
专家小组建议采用 Penman-Monteith 组合方法作为参考蒸散量的新标准,并就各种参数的计算程序提出建议。 通过将参考作物定义为假设高度为 0.12 m、表面阻力为 70 s m-1 和反照率为 0.23 的假设作物,非常类似于高度均匀的绿草延伸表面的蒸发,积极生长和 充分浇水后,开发了粮农组织 Penman-Monteith 方法。 该方法克服了以前的粮农组织 Penman 方法的缺点,并提供了更符合全球实际作物用水数据的值。
由原始的 Penman-Monteith 公式(公式 3)和空气动力学方程(公式 4)和表面阻力方程(公式 5)可以推导出估算 ETo 的 FAO Penman-Monteith 方法(Box 6)。
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参考蒸散量 ETo 提供了一个标准:
可以比较一年中不同时期或其他地区的蒸散量;
其他作物的蒸散量可能与此有关。
该方程使用太阳辐射(阳光)、气温、湿度和风速的标准气候记录。为确保计算的完整性,天气测量应在广阔的绿草表面上方 2 m(或转换为该高度)处进行,遮蔽地面且不缺水。
由于公式的简化和数据测量的误差,不能期望基于天气的蒸散量方程能够在每种气候情况下完美地预测蒸散量。在优良的环境和生物管理条件下,精密仪器可能会显示出粮农组织 Penman-Monteith 方程有时会偏离草 ETo 的真实测量值。然而,专家磋商会同意在推导和表达作物系数时使用粮农组织 Penman-Monteith 方程的假设参考定义作为 草 ETo 的定义。