作物蒸發(fā)蒸騰量計算公式

1、。作物蒸發(fā)蒸騰量計算公式一、采用彭曼蒙蒂斯（PenmanMonteith）法計算參考作物蒸發(fā)蒸騰量（ET ）01、彭曼蒙蒂斯（PenmanMonteith）公式彭曼蒙蒂斯（PenmanMonteith）公式是聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO，1998） 提出的最新修正彭曼公式，并已被廣泛應(yīng)用且已證實具有較高精度及可使用性。P-M 公式對參考作物的蒸發(fā)蒸騰量定義如下：參考作物的蒸發(fā)蒸騰量為一種假想的參考作物冠層的蒸發(fā)蒸騰速率，假想作物的高度為 0.12m，固定的葉面阻力為70s/m，反射率為 0.23，非常類似于表面開闊、高度一致、生長旺盛、完全覆蓋地面且不缺水的綠色草地蒸發(fā)蒸騰量。PenmanMonte

2、ith 公式：。9ET=0.408D(Rn- G) + g900U(eT + 2732a- e )d（1）0D + g (1 + 0.34U)2式中ET 參考作物蒸發(fā)蒸騰量，mm/d；0D 溫度飽和水汽壓關(guān)系曲線在 T 處的切線斜率，kPa-1；D =4098 ea（2）(T + 237.3)2T平均氣溫，e 飽和水汽壓，kpa；aR 凈輻射，MJ/（m2d）；ne= 0.611exp (17.27T )aT + 237.3（3）R 凈短波輻射，MJ/（m2d）；nsR 凈長波輻射，MJ/（m2d）；nlR= R- R（4）nnsnln實際日照時數(shù)，h；R= 0.77(0.25 + 0.5n

3、/ N )Rnsa（5）N最大可能日照時數(shù)，h；N = 7.64Ws（6）Ws日照時數(shù)角，rad；地理緯度，rad； 日傾角，rad；W= arccos(- tany tan d )（7）sd = 0.409 sin(0.0172J - 1.39)（8）J日序數(shù)（元月 1 日為 1，逐日累加）； R 大氣邊緣太陽輻射，MJ/（m2d）；aR= 37.6 d (W siny sin d + cosy cosd sin W )（9）arssd 日地相對距離；rd= 1 + 0.033cos( 2r365J )（10）R= 2.45 10-9 (0.9n / N + 0.1) (0.34 - 0.1

4、4enld) (T 4kx+ T 4 )（11）kne 實際水汽壓，kpa；de (T) + e (T)1RH1RHe=dmindmax=e (T) max +e (T) min（12）d22amin1002amax100RH 日最大相對濕度，；maxT 日最低氣溫；mine (T )T時飽和水汽壓，kpa，可將 T代入（3）式求得；aminminmine (T )T時實際水汽壓，kpa；dminminRH 日最小相對濕度，；minT 日最高氣溫，maxe (T )T時飽和水汽壓，kpa，可將 T代入（3）式求得；amaxmaxmaxe (T )T時實際水汽壓，kpa；dmaxmax若資料不符

5、合（12）式要求或計算較長時段 ET ，也可采用下式計算 e ，即e= RHdmean0/+5050 e (T)e (T) d（13）RH平均相對濕度，；mean aminamaxRHmeanRH=max+ RH2min（14）在最低氣溫等于或十分接近露點溫度時，也可采用下式計算 e ，即()dedT 最高絕對溫度，K；ksT 最低絕對溫度，K；kn= 0.611exp 17.27T min（15）Tmi+n237.3T= T+ 273（16）ksmaxT= T+ 273（17）knminG土壤熱通量，MJ/（m2d）；對于逐日估算 ET ，則第 d 日土壤熱通量為0G = 0.38(T- T

6、)（18）dd -1對于分月估算 ET ，則第 m 月土壤熱通量為：0G = 0.14(T- T)（19）mm-1T 、T 分別為第 d、d-1 日氣溫，；dd-1T 、T 分別為第 m、m-1 日氣溫，；mm-1濕度表常數(shù)，kpa-1；g = 0.00163P / l（20）P氣壓，kpa；P = 101.3(293 - 0.0065Z293)5.26（21）Z計算地點海拔高程，m； 潛熱，MJkg-1；u 2m 高處風(fēng)速，m/s；2h風(fēng)標高度，m；u 實際風(fēng)速，m/s。hl = 2.501 - (2.36110-3 ) T（35）u= 4.87 u/ ln(67.8h - 5.42)（36

7、）2h2、實際作物需水計算，根據(jù)試驗測定的蒸發(fā)蒸騰量和計算的參考作物蒸發(fā)蒸騰量，分析確定作物系數(shù)（K ）和土壤水分修正系數(shù)（K ）后，可計算實際作物需cs水量 。ET = K ETcc0ET= K ETas0K 作物系數(shù)； K 土壤水分修正系數(shù)； ET 參考作物騰發(fā)量；ET cs0c作物需水量；ET 任意土壤水分條件下的作物騰發(fā)量。a二、波文比-能量平衡法1926年Bowen從能量平衡方程出發(fā)，提出了計算水面蒸發(fā)的波文比-能量平衡模型。該方法的兩大理論支柱是能量平衡原理和邊界層擴散理論。假定植物和土壤是一個蒸發(fā)界面，水分子可以從此界面逸出而進入大氣，那么，對于這個面的垂直方向上的能量收支平衡可

8、用下式描述：R- G = H + l ET（1）n式中 Rn太陽凈輻射；G 土壤熱通量；H 感熱通量；l ET 潛熱通量， l 水汽化潛熱， ET 植物蒸發(fā)蒸騰量。波文比定義為b =綜合式（1）和（2）可得：H（2）l ETl ET =R- Gnb（3）1 +式（3）即為用波文比-能量平衡法估算植物蒸發(fā)蒸騰量的公式，其關(guān)鍵在于波文比b 的確定。根據(jù)經(jīng)驗關(guān)系，感熱通量、潛熱通量可表示為：H = -rTC kaph z（4）r Cl ET = -apgke（5）v z式中ra空氣密度；C P空氣定壓比熱；k感熱交換系數(shù)；hk 潛熱交換系數(shù)；vg 濕度計常數(shù)，約為0.66。根據(jù)雷諾相似原理，假定感熱

9、和潛熱的交換系數(shù)相等，即kh式(4)和式(5)可得：= k ，合并式(2)、vb = g T / z = gDT(6)e / zDe式中T上下空氣溫度差（）； e上下飽和氣壓差。ET =Rn - G(7)l(1 + gDT )De利用波文比系統(tǒng)測得 R ， G ， DT 和De 后，就能夠計算出該區(qū)域的潛熱通n量和相應(yīng)的植物蒸發(fā)蒸騰量。波文比-能量平衡法素以物理概念明確、計算方法簡單而著稱，且對大氣層沒有特別的要求和限制。該法只需要兩個高度的要素觀測值，不用求湍流交換系數(shù)，而且精度較高，可作為其他蒸發(fā)蒸騰量測定方法的準判別標準。但是，使用波文比系統(tǒng)觀測的區(qū)域要具有開闊、均一的下墊面，且天氣平穩(wěn)

10、少變，輻射和風(fēng)速都沒有過于劇烈的變化。該模型長期以來得到了較好的應(yīng)用，但在下墊面極為潮濕或平流逆溫條件下，計算結(jié)果偏低，精度下降。三、彭曼綜合法公式Penman 修正公式根據(jù)能量平衡原理、水汽擴散原理和空氣導(dǎo)熱定律等提出并經(jīng)多次修正的，1979 年聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)推薦的修正公式為：R0P D+ 0.26(e - e )(1 + Cu )ET= P gnsa20P D0+ 1.0P g式中 P 海平面平均氣壓,hPa；0P計算點平均氣壓,hPa；為飽和水汽壓溫度曲線上的斜率（mbar/）；g 濕度計常數(shù)，約為 0.66；e 空氣中實際大氣壓（mbar）；ae 飽和水汽壓（mbar）；su

11、 2 m 處的風(fēng)速,若用氣象站常規(guī)的觀測高度的風(fēng)速則需乘以 0.75 的風(fēng)速2修正系數(shù),m/s；C與最高氣溫和最低氣溫有關(guān)的風(fēng)速修正系數(shù)。四、布萊尼克雷多公式ET= c p(0.46t + 8)0式中 ET 月平均參考作物蒸發(fā)蒸騰量（mm/d）；0t平均氣溫（）； p月內(nèi)日平均可能日照時數(shù)占全年可能日照時數(shù)的百分比； c根據(jù)最低相對濕度、日照時數(shù)、白天風(fēng)速確定的修正系數(shù)。五、水汽擴散公式利用近地面大氣層中的湍流交換規(guī)律為基礎(chǔ)，其形式為：ET=(u- ur k21)(q- q )210ln(z2/ z )21式中 u 、u 分別是 z 、z 兩個高度上的風(fēng)速；1212q 、q 兩個高度上的比濕；

12、12空氣密度；k卡曼常數(shù)。六、水量平衡法水量平衡法的基本原理是根據(jù)計算區(qū)域內(nèi)水量的收人和支出的差額來推算植物蒸發(fā)蒸騰量,屬于一種間接的測定方法。水量平衡方程式如下:P + I + W - ET - D = DWe式中 P 有效降雨量；eI灌溉水量； W地下水補給量；P = P - R = a PeET植物蒸發(fā)蒸騰量； D深層滲漏量；W階段內(nèi)土壤含水量的變化；P實際降雨量； R地表徑流損失量；降雨人滲系數(shù),其值與一次降雨量、降雨強度、降雨歷時、土壤性質(zhì)、地面覆蓋及地形等因素有關(guān)。七、稱重式測筒測定作物蒸發(fā)蒸騰量蒸發(fā)蒸騰量計算公式：ET1- 2- G+ G+ G- GG=12mpcS式中 ET 階

13、段蒸發(fā)蒸騰量，mm；l-2G 時段開始時的土壤容器總重量，kg；1G 時段末時的土壤容器總重量，kg；2G 時段內(nèi)向土壤容器內(nèi)的灌水量，kg；mG 時段內(nèi)落入土壤容器內(nèi)的降水量，kg；pG 時段內(nèi)土壤容器中的土表及底層排水量之和，kg；cS土壤容器內(nèi)的水平截面積，m2。八、值法大量灌溉試驗資料表明，水面蒸發(fā)與作物需水量之間存在一定程度的相關(guān)關(guān)系。因此，可以用水面蒸發(fā)量這一參數(shù)來計算作物需水量。其計算公式如下：ET = a E0或 ET = a E0 + b式中 ET某時段作物需水量，以水層深度 mm 計；E ET 同時段的水面蒸發(fā)（E601 型蒸發(fā)皿或 80cm 口徑蒸發(fā)皿測定值），0以水層深度 mm 計；作物需水系數(shù)，即作物需水量與水面蒸發(fā)量比值，隨作物生育階段而改變，由實測資料確定，一般條件，水稻 0.81.57，小麥 0.30.9，棉花 0.34 0.9，玉米 0.331.0，谷糜 0.50.72；b經(jīng)驗系數(shù)。九、氣溫推算法計算公式為ET = a + bT式中 ET作物全生育期蒸發(fā)蒸騰量，mm； T作物全