作物蒸騰量-彭曼(penman)計算方法(共3頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上四、作物蒸騰量ETc的計算流程4.1 ETc計算方法的選擇作物蒸騰量由參考作物蒸騰量ET0和作物蒸騰系數(shù)Kc乘積確定。目前，計算參考作物蒸騰量（ET0）的方法主要有蒸發(fā)皿法、Penman-monteith、Blaney-Criddle、Priestly-Taylor、Hargreaves和FAO-24 Radiation等方法。Penman-monteith、Blaney-Criddle、Priestly-Taylor、Hargreaves和FAO-24 Radiation等公式都是采用環(huán)境參數(shù)、如空氣溫度、空氣濕度、風速等經(jīng)過計算獲得參考作物蒸騰量。由于Penman

2、-monteith公式使用常規(guī)氣象資料即可求得ET0，特別是在變化的氣候環(huán)境，計算時間尺度較短的情況下，研究證明Penman-monteith公式計算精度優(yōu)于其它公式，又具有易于操作等應用價值，故采用Penman-monteith公式計算參考作物蒸騰量ET0。4.2 ETc的計算過程植物蒸騰量ETc由參考作物蒸騰量ET0和作物系數(shù)Kc決定，ETc的計算方法如式6所示。ETc=ET0×Kc （6）Penman-monteith公式依據(jù)的是能量平衡原理和水汽擴散原理及空氣的熱導定律，1948年由英國的科學家彭曼提出，由于它的準確性和易操作性，為作物ET0的計算開辟了一條嚴謹和標準化的新途

3、徑，F(xiàn)AO-56重新將Penman-monteith公式推薦為新計算ET0的標準方法，成為當前國內(nèi)外通用的計算ET0的主流，并編入我國灌溉試驗規(guī)范，是現(xiàn)今被廣泛應用來計算作物蒸騰量的方法。Penman-monteith公式以時間尺度分為小時、天和月三種計算方法，在能夠獲取小時環(huán)境數(shù)據(jù)的情況，小時為尺度的Penman-monteith公式更為準確。本文采用小時計算方法計算當前的ET0，采用天計算方法預測未來三天的ET0。Penman-monteith公式以小時為尺度的計算公式如式7。ET0=0.408Rn-G+37Thru2es-ea+1+0.34u2 （7）其中各變量的含義為：ET0 mm d

4、ay-1，小時內(nèi)的參考作物蒸發(fā)量；Rn MJ m-2 day-1，小時內(nèi)的作物表面的平均凈輻射；G MJ m-2 day-1，土壤熱通量；Thr °C，小時內(nèi)的平均溫度；u2 m s-1，小時內(nèi)兩米處的平均風速；es kPa，飽和水汽壓；ea kPa，實際水汽壓；D kPa °C-1，為飽和水汽壓溫度曲線上的斜率（kPa/）；r kPa °C-1，為溫度計常數(shù)（kPa/）。公式中，T、u2可以通過測量獲得，、es、ea、Rn可以利用可獲取的參數(shù)通過計算獲得，G一般認為夜間是Rn的0.5倍，白天是Rn的0.1倍。溫度計常數(shù)與大氣壓力相關(guān)，在已知海拔高度的情況下可以利

5、用公式8計算得到。=0.665×10-3×101.3293-0.0065z2935.26 （8）其中z為海拔高度。es為飽和水汽壓，是一個與溫度相關(guān)的參數(shù)，可以通過公式9獲得。es=e0Thr=0.6108exp17.27ThrThr+237.3 （9）ea為實際的水汽壓，在已知空氣濕度的情況下，可以由公式10計算獲得。ea=e0ThrRHmean100 （10）RHmean小時內(nèi)的平均空氣濕度。為飽和水汽壓溫度曲線上的斜率，它是一個空氣溫度的函數(shù)，可以由公式11計算得到=40980.6108exp17.27ThrThr+237.3Thr+237.32 （11）小時內(nèi)作物表

6、面的平均凈輻射Rn由凈太陽輻射與凈長波輻射的差決定，如公式12。凈太陽輻射可以由式13計算，式13中Rs為太陽輻射傳感器獲取的數(shù)值，為作物表面的反射率。凈長波輻射Rnl可以利用宇宙輻射Ra，平均溫度Thr，太陽輻射Rs和實際的水汽壓ea利用公式14計算獲得，宇宙輻射的計算方法如公式15。公式15中的、 、 1、2在已知經(jīng)緯度和時間的情況下可以通過計算獲得。Rn=Rns-Rnl （12）Rns凈太陽輻射，Rnl凈長波；Ra宇宙輻射。輻射。Rns=(1-)Rs （13）Rnl=Thr42(0.34-0.14ea)1.35Rs(0.75+2×10-5)Ra-0.35 （14）Ra=12(6

7、0)Gscdr2-1sinsin+concos(sin2-sin(1)（15）Gsc MJ m-2 min-1,，太陽系數(shù) = 0.0820；dr m太陽到地球的距離；d rad太陽入射角；j rad經(jīng)度；w1 rad太陽起始入射角；w2 rad太陽最終入射角。通過以上方法的計算，可以獲得每個小時的ET0，對于每天的ET0可以用累加的方法獲得。在進行未來ET0預測時，主要依靠氣象部門提供的天氣預報數(shù)據(jù)，無法得到精確的每小時的數(shù)值。為此，在預測ET0時，采用了以天為尺度的Penman-monteith公式，如公式15。以天為尺度的Penman-monteith公式與以小時為尺度的Penman-m

8、onteith公式的主要區(qū)別在于空氣溫度由最高氣溫與最低氣溫的平均值確定。另外，目前可獲取的氣象預報信息中，還沒有包括太陽輻射，因此，太陽輻射可以根據(jù)公式16獲得。由于氣象預報中的風速多為距地面10米處的風速，需要將其轉(zhuǎn)換為距地面2米的風速，其轉(zhuǎn)換公式為是17。推薦值as = 0.25，bs = 0.50。ET0=0.408Rn-G+900T+273u2(es-ea)+(1+0.34u2) （15）Rs=(as+bsnN)Ra （16）n hour實際日照時數(shù)；N hour最大可能日照時數(shù)；n/N -日照系數(shù)；Ra MJ m-2 day-1星際輻射；as 星際輻射回歸系數(shù)（陰天，n = 0）；as+bs 到地球星際輻射衰減系數(shù)（晴天，n = N）。u2=uz4.87ln(67.8z-5.42) （17）Uz為距地面z米的風速，氣象預報中的風速多為距地面10米處的風速U10。參