研一上課課件

1、與蒸發(fā)有關(guān)的部分內(nèi)容及應(yīng)用與蒸發(fā)有關(guān)的部分內(nèi)容及應(yīng)用課題的導(dǎo)入?yún)^(qū)域的劃分區(qū)域的劃分蒸發(fā)量蒸發(fā)量降水量降水量目錄 1.蒸發(fā)的基本概念蒸發(fā)的基本概念 2.幾種蒸發(fā)現(xiàn)象及影響因素幾種蒸發(fā)現(xiàn)象及影響因素 3.蒸散量的計(jì)算方法蒸散量的計(jì)算方法 4.FAo軟件計(jì)算軟件計(jì)算ET0 5.蒸散量的有關(guān)應(yīng)用蒸散量的有關(guān)應(yīng)用 蒸發(fā)的基本概念蒸發(fā)的基本概念 蒸發(fā)：蒸發(fā)：水分水分子從物體表面向大氣逸散的現(xiàn)象稱為蒸發(fā)。子從物體表面向大氣逸散的現(xiàn)象稱為蒸發(fā)。蒸發(fā)潛熱：蒸發(fā)潛熱：?jiǎn)挝凰空舭l(fā)到空氣中所需的能量稱為單位水量蒸發(fā)到空氣中所需的能量稱為蒸發(fā)潛熱。蒸發(fā)潛熱。凝結(jié)潛熱：凝結(jié)潛熱：?jiǎn)挝凰繌目諝庵心Y(jié)返回水面所釋放單位水

2、量從空氣中凝結(jié)返回水面所釋放的能量稱為凝結(jié)潛熱。的能量稱為凝結(jié)潛熱。蒸發(fā)能力：蒸發(fā)能力：供水充分條件下，單位時(shí)間從單位面積供水充分條件下，單位時(shí)間從單位面積蒸發(fā)面逸散到大氣中的水分子數(shù)與從大氣中返回到蒸發(fā)面逸散到大氣中的水分子數(shù)與從大氣中返回到蒸發(fā)面的水分子數(shù)之差值稱為蒸發(fā)能力。蒸發(fā)面的水分子數(shù)之差值稱為蒸發(fā)能力。熔化熔化凝固凝固汽化汽化液化液化水相變化水相變化蒸發(fā)現(xiàn)象蒸發(fā)現(xiàn)象蒸發(fā)的分類蒸發(fā)的分類 按蒸發(fā)面的性質(zhì)按蒸發(fā)面的性質(zhì)水面蒸發(fā)水面蒸發(fā)土壤蒸發(fā)土壤蒸發(fā)植物散發(fā)植物散發(fā)冰面蒸發(fā)冰面蒸發(fā)流域蒸散發(fā)流域蒸散發(fā) 按蒸發(fā)面的供水條件按蒸發(fā)面的供水條件p飽和面蒸發(fā)飽和面蒸發(fā)-水面蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)水面蒸

3、發(fā)、土壤蒸發(fā) p非飽和面蒸發(fā)非飽和面蒸發(fā)-土壤蒸發(fā)、植物蒸發(fā)土壤蒸發(fā)、植物蒸發(fā)水面蒸發(fā)水面蒸發(fā)水面蒸發(fā)水面蒸發(fā)最簡(jiǎn)單的蒸發(fā)方式最簡(jiǎn)單的蒸發(fā)方式飽和蒸發(fā)面飽和蒸發(fā)面一個(gè)水平的自由水面，進(jìn)入水體的熱能增加了水分子的一個(gè)水平的自由水面，進(jìn)入水體的熱能增加了水分子的動(dòng)能，使一些水分子所獲得的動(dòng)能大于水分子之間的內(nèi)動(dòng)能，使一些水分子所獲得的動(dòng)能大于水分子之間的內(nèi)聚力時(shí)，就能突破水面而躍入空中。聚力時(shí)，就能突破水面而躍入空中。 那些動(dòng)能足夠大的水分子，逸出水面那些動(dòng)能足夠大的水分子，逸出水面蒸發(fā)蒸發(fā) 一些水分子從空中返回水面一些水分子從空中返回水面凝結(jié)凝結(jié)從水面躍出與返回水面的水分子數(shù)量之差，就是實(shí)際觀從

4、水面躍出與返回水面的水分子數(shù)量之差，就是實(shí)際觀測(cè)到的測(cè)到的蒸發(fā)量蒸發(fā)量 mm mm 或或 蒸發(fā)率蒸發(fā)率(mm/h (mm/h 、mm/dmm/d 等等) )。影響水面蒸發(fā)的因素影響水面蒸發(fā)的因素1.飽和水汽壓差：飽和水汽壓差：飽和水汽壓差指水面溫度的飽和水汽壓與水面上空一定高飽和水汽壓差指水面溫度的飽和水汽壓與水面上空一定高度的實(shí)際水汽壓之差度的實(shí)際水汽壓之差2.風(fēng)：風(fēng)：風(fēng)或氣流能加強(qiáng)亂流擴(kuò)散作用，移走水面上的水汽分子，促進(jìn)水汽交風(fēng)或氣流能加強(qiáng)亂流擴(kuò)散作用，移走水面上的水汽分子，促進(jìn)水汽交換，使水面上水汽飽和層變薄并保持持續(xù)強(qiáng)大的輸送率，因而風(fēng)速愈大，換，使水面上水汽飽和層變薄并保持持續(xù)強(qiáng)大的

5、輸送率，因而風(fēng)速愈大，水面蒸發(fā)率也愈高。水面蒸發(fā)率也愈高。影響水面蒸發(fā)的因素影響水面蒸發(fā)的因素3.溫度溫度水汽化時(shí)需要熱能，在蒸發(fā)過(guò)程中太陽(yáng)輻射是它的主要能源，它通過(guò)氣溫和水水汽化時(shí)需要熱能，在蒸發(fā)過(guò)程中太陽(yáng)輻射是它的主要能源，它通過(guò)氣溫和水溫的增高來(lái)影響蒸發(fā)。溫的增高來(lái)影響蒸發(fā)。 4. 4.水質(zhì)：水質(zhì)：水中含的雜質(zhì)能阻止水分子水中含的雜質(zhì)能阻止水分子運(yùn)動(dòng)，減少蒸發(fā)。運(yùn)動(dòng)，減少蒸發(fā)。5.5.蒸發(fā)表面的情況：蒸發(fā)表面的情況：蒸發(fā)表面是水分子在汽蒸發(fā)表面是水分子在汽化時(shí)必須經(jīng)過(guò)的通路，若表面積大則蒸發(fā)面化時(shí)必須經(jīng)過(guò)的通路，若表面積大則蒸發(fā)面大，蒸發(fā)作用進(jìn)行得快。此外，水體的深淺大，蒸發(fā)作用進(jìn)行得快

6、。此外，水體的深淺對(duì)蒸發(fā)也有一定的影響。對(duì)蒸發(fā)也有一定的影響。5.5.蒸發(fā)表面的情況：蒸發(fā)表面的情況：蒸發(fā)表面是水分子在汽化時(shí)必須經(jīng)過(guò)的通路，若表面積大則蒸蒸發(fā)表面是水分子在汽化時(shí)必須經(jīng)過(guò)的通路，若表面積大則蒸發(fā)面大，蒸發(fā)作用進(jìn)行得快。此外，水體的深淺對(duì)蒸發(fā)也有一定的影響。發(fā)面大，蒸發(fā)作用進(jìn)行得快。此外，水體的深淺對(duì)蒸發(fā)也有一定的影響。6 6 . .不同地理位置、地形情況以及降水量、強(qiáng)度和時(shí)空分布都對(duì)水面蒸發(fā)過(guò)程有不同地理位置、地形情況以及降水量、強(qiáng)度和時(shí)空分布都對(duì)水面蒸發(fā)過(guò)程有影響。影響。 生活小常識(shí)與蒸發(fā)生活小常識(shí)與蒸發(fā) 結(jié)論：結(jié)論：舉幾個(gè)與舉幾個(gè)與蒸發(fā)有關(guān)蒸發(fā)有關(guān)的小例子的小例子？水面蒸

7、發(fā)的確定方法水面蒸發(fā)的確定方法c. 實(shí)驗(yàn)測(cè)量法（器測(cè)法）實(shí)驗(yàn)測(cè)量法（器測(cè)法）利用利用蒸發(fā)器蒸發(fā)器或或蒸發(fā)池蒸發(fā)池：直接量出蒸發(fā)量：直接量出蒸發(fā)量是當(dāng)前最簡(jiǎn)單和實(shí)用的方法是當(dāng)前最簡(jiǎn)單和實(shí)用的方法水面蒸發(fā)的確定方法水面蒸發(fā)的確定方法c. 實(shí)驗(yàn)測(cè)量法（器測(cè)法）實(shí)驗(yàn)測(cè)量法（器測(cè)法）土壤蒸發(fā)土壤蒸發(fā)3.1 3.1 土壤蒸發(fā)過(guò)程土壤蒸發(fā)過(guò)程（1）土壤蒸發(fā)的三個(gè)階段）土壤蒸發(fā)的三個(gè)階段毛管斷裂含水量毛管斷裂含水量( (3) )田田間間持持水水量量( (2) )( (1) )E/Em 土壤蒸發(fā)土壤蒸發(fā) 土壤蒸發(fā)過(guò)程土壤蒸發(fā)過(guò)程土壤蒸發(fā)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)觀察土壤蒸發(fā)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)觀察影響土壤蒸發(fā)的因素影響土壤蒸發(fā)的因素 氣

8、象因素氣象因素 溫度、濕度、風(fēng)速等溫度、濕度、風(fēng)速等 供水條件供水條件 土壤含水量、地下水埋深土壤含水量、地下水埋深 土壤特性土壤特性 土壤孔隙度土壤孔隙度土壤蒸發(fā)的影響因素土壤蒸發(fā)的影響因素 土壤含水量：土壤含水量：決定供水決定供水 地下水位：地下水位：埋深淺，蒸發(fā)大埋深淺，蒸發(fā)大 土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)：土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)：決定孔隙大小和分布決定孔隙大小和分布 土壤色澤：土壤色澤：暗則蒸發(fā)大暗則蒸發(fā)大 土壤表面特征：土壤表面特征：影響風(fēng)速、熱量吸收、地面溫度影響風(fēng)速、熱量吸收、地面溫度土壤蒸發(fā)的影響因素土壤蒸發(fā)的影響因素 土壤含水量：土壤含水量：決定供水決定供水 地下水位：地下水位：埋深淺，蒸發(fā)大埋深淺，

9、蒸發(fā)大 土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)：土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)：決定孔隙大小和分布決定孔隙大小和分布 土壤色澤：土壤色澤：暗則蒸發(fā)大暗則蒸發(fā)大 土壤表面特征：土壤表面特征：影響風(fēng)速、熱量吸收、地面溫度影響風(fēng)速、熱量吸收、地面溫度植物散發(fā)（蒸騰）植物散發(fā)（蒸騰）植物體內(nèi)的水分主要是通過(guò)植物葉面氣孔以氣態(tài)水的形式向大氣輸送植物體內(nèi)的水分主要是通過(guò)植物葉面氣孔以氣態(tài)水的形式向大氣輸送的過(guò)程稱為植物蒸騰作用。的過(guò)程稱為植物蒸騰作用。植物的蒸騰是植物水分吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)的主要?jiǎng)恿?，它能降低葉片的溫度植物的蒸騰是植物水分吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)的主要?jiǎng)恿?，它能降低葉片的溫度和促進(jìn)鹽類養(yǎng)分的吸收與分布。和促進(jìn)鹽類養(yǎng)分的吸收與分布。植物蒸騰的強(qiáng)弱既受土壤水

10、分、通氣狀況以及太陽(yáng)輻射、空氣溫度、植物蒸騰的強(qiáng)弱既受土壤水分、通氣狀況以及太陽(yáng)輻射、空氣溫度、濕度、風(fēng)速等外部因素的影響，也受葉片氣孔的數(shù)目、大小、分布、濕度、風(fēng)速等外部因素的影響，也受葉片氣孔的數(shù)目、大小、分布、運(yùn)動(dòng)以及角質(zhì)層厚薄等內(nèi)部因素的影響。運(yùn)動(dòng)以及角質(zhì)層厚薄等內(nèi)部因素的影響。水分從葉片內(nèi)到達(dá)大氣中要克服水分從葉片內(nèi)到達(dá)大氣中要克服4 4種不同阻力，稱為種不同阻力，稱為阻抗阻抗，它們分別，它們分別是葉肉阻抗是葉肉阻抗r rm m、氣孔阻抗氣孔阻抗r rs s、片流邊界層阻抗片流邊界層阻抗r rb b、和大氣阻抗和大氣阻抗r ra a，總稱總稱為水汽輸送總阻抗為水汽輸送總阻抗r rt

11、t。影像植物蒸發(fā)的因素影響因素影響因素 植物生理?xiàng)l件：種類、生長(zhǎng)階段植物生理?xiàng)l件：種類、生長(zhǎng)階段 氣象因素：溫度、日照氣象因素：溫度、日照 土壤含水量土壤含水量植物散發(fā)的測(cè)定和估算植物散發(fā)的測(cè)定和估算實(shí)測(cè)法：光合作用儀等實(shí)測(cè)法：光合作用儀等水量平衡法水量平衡法熱量平衡法熱量平衡法流域蒸散發(fā)流域蒸散發(fā)域蒸散發(fā)的構(gòu)成域蒸散發(fā)的構(gòu)成* 水域蒸發(fā)水域蒸發(fā)* 陸面蒸發(fā)陸面蒸發(fā)= =土壤蒸發(fā)土壤蒸發(fā)+ +植物散發(fā)植物散發(fā)蒸散量計(jì)算方法為該月的月平均氣溫月熱量指數(shù)年熱量指數(shù)參見為一個(gè)月的實(shí)際日數(shù)為實(shí)際日長(zhǎng)其中月平均可能蒸散氣候?qū)W法桑斯威特法則與若忽略水分平衡法mmmdmmdPttiiIPIfNlItNlET

12、RPESDSDRPE,)5(,100)(,:)10)(30)(12(6 . 1)(. 2,:. 1514. 1 彭曼法（氣象學(xué)法） 在實(shí)際工作中多采用彭曼（英H.L.Penman）法，在熱量平衡的基礎(chǔ)上又考慮了水汽輸送，于1948年提出了半理論半經(jīng)驗(yàn)公式：)6 . 0, 8 . 0(2),160/1 (37. 0)()(,1012200冬季為夏季則農(nóng)田植被可能蒸散米處的風(fēng)速為其中為干燥力為濕度常數(shù)為開闊水面凈輻射量飽和水汽壓曲線斜率為溫度其中自由水面的可能蒸發(fā)量fEfETuuufeeufEEAPRTTeeSSESREpsaanssan蒸散量的計(jì)算方法蒸散量的計(jì)算方法蒸散量的計(jì)算方法Montei

13、th(1963，1964)將輸送阻抗概念引入彭曼公式即得:分別為空氣與植被阻抗為土壤熱通量密度為空氣的定壓比熱其中caPacaaasPan、rrGkgJCmWrrrSreeCGRSLE;,deg./1005:)/(/ )(/ )()(2蒸散量的計(jì)算方法 鮑恩比法（能量平衡法）:)/(11,1926)(etGRGRLEGLELEGLEHRetLEHKKLEHLEHBowennnnwh因?yàn)闈穸瘸?shù)其中有時(shí)即當(dāng)數(shù)相等時(shí)系數(shù)與水汽湍流交換系當(dāng)大氣中熱量湍流交換即稱之為鮑恩比的概念之比值密度與潛熱通量年提出了感熱通量密度于鮑恩FAo軟件計(jì)算ET0根據(jù)聯(lián)合國(guó)FAO官網(wǎng)下載的ET0 calculator 64 bit軟件計(jì)算各月蒸發(fā)量，在計(jì)算的過(guò)程中首先建立所要計(jì)算區(qū)域的基本信息：所在位置經(jīng)緯度、海平面高程等信息。FAo軟件計(jì)算ET0根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性選擇合適的數(shù)據(jù)，在計(jì)算過(guò)程中選擇逐月平均溫度、逐月相對(duì)濕度、逐月平均風(fēng)速、逐日日照時(shí)長(zhǎng)、大氣壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果：蒸散量的有關(guān)應(yīng)用蒸散量的有關(guān)應(yīng)用1蒸散量的計(jì)算對(duì)于研究區(qū)域氣候變化、監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)旱情、提高農(nóng)業(yè)水資源利用率具有十分重要的意義：蒸