水面蒸发量昼夜变化初步分析

第1期
王建波, 等. 水面蒸发量昼夜变化初步分析
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量平均值为 481 7 mm, 占日蒸发量 451 4% , 昼夜差 为 91 2% 。产生这种 现象的原因当然是昼、夜气象 要素变化的影响。白天气温高、湿度小、水汽压力差 大, 蒸发量大; 夜晚气温低、湿度大、水汽压力差小, 蒸发量小。
但是这种规律并非天天如此。如果以日为单位 进行考察, 有两种 结果。据 统计, 3 a 459 d 中, 有 295 d 是昼蒸发量大于夜蒸发量, 占 64% ; 还有 164 d 是夜蒸发量大于昼蒸发量, 占 36 ℅。这是为什么 呢? 经对资料深入分析发现, 是天气演变的原因, 例 如白天阴雨, 夜晚转晴; 白天阴湿, 夜晚晴干; 白天无 风, 夜晚大风; 气团过境, 气温昼夜持续上升等。或 者这些条件综合影响, 风、湿、温诸因素形成有利夜 晚蒸发的特殊条件, 使夜晚蒸发大于白昼蒸发。然
下降, 低于大水体水温, 蒸发小。水体越小, 1 d 水温 变差越大。例如 1990 年 5 月, 仅就时段水温观测资 料统计, 20 m2 蒸发池昼夜水温变差平均为 31 1 e , 而 E-601 昼夜水温变差平均为 41 7 e , 5 20 cm 蒸发 皿昼夜水温变差平均达 71 8 e 。这种由于器质条件 不同造成的水温变化差异是产生昼、夜蒸发量差距 大的根本原因。
631 0
421 0 311 2 421 2 361 1 511 8 391 2 421 7 391 6 341 0 391 0 421 5
371 0
5 20 cm
昼 1841 7 791 5 1581 8 811 4 1541 3 841 5 1391 2 871 0 1041 0 841 7 1481 7
Analysis of t he Change of t he Wat er Surf ace T r anspir at ion Rat e at Day and Nig ht
WANG Jian-bo, WANG Mei
( H eil on gjian g Erl ongshan Evaporat ion Laborat ory, Bin Coun ty 150400, China)
水面蒸发量是一个随时间不断变化的量, 它有 明显的月变化过程, 还有日变化过程。如果能准确 观测到 1 d 内各时间点上的蒸发率, 就可能精确分 析这种日变化的规律。但目前还未能做到这一点。 现仅就已经观测到的器测法昼、夜水面蒸发量资料 加以分析。
二龙山蒸发实验站 1990~ 1992 年在其陆上蒸 发场上开展了这项观测实验。实验在这几年的 5~ 9 月进行, 每日 8 时和 20 时各观测 1 次时段蒸 发 量, 同时加测各种气象要素。每日 8~ 20 时蒸发量
561 2
701 7
431 8
651 5
551 3
581 7
441 7
561 8
夜蒸发量: 481 7 mm
占 日 量: 451 4%
481 9 511 1 521 0 481 0 511 9 481 1 501 8 491 2
621 0 561 9 601 3 581 7 511 0 411 9 571 8 521 5
作为白昼蒸发量, 20~ 8 时蒸发量作为夜晚蒸发量。 本文对 20 m2 蒸发池、E- 601 蒸发器和 5 20 cm 蒸发 皿 3 种器具的水面蒸发量资料进行分析。
1 20 m2 蒸发池昼、夜蒸发量变化
20 m2 蒸发池是世界气象组织确认的接近自然 水体的观测蒸 发仪器。它的 口径为 51 05 m , 池深 21 0 m , 池内实验水体约 36 m3。是目前我省实验蒸 发器中水体最大的一种。二龙山 3 a 的观测成果统 计见表 1。
蒸发器
昼 E- 601
夜
5月
6月
7月
8月
9月
5~ 9 月平均
蒸发量 占日量 蒸发量 占日量 蒸发量 占日量 蒸发量 占日量 蒸发量 占日量 蒸发量 占日量
/ mm / % / m m / % / mm / % / mm / % / m m / % / mm
/%
921 5 681 8 751 2 631 9 751 9 601 8 651 4 601 4 531 1 611 0 721 4
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黑龙江水专学报
第 35 卷
表 3 二龙山站蒸发折算系数统计表 Table 3 Evaporate conversion coeffi cient statisti cal at Erlongshen Station
由上可知, 小水体蒸发器白昼蒸发占主要部分。 小水体如遇到 有利夜晚蒸发的特殊气 候条件当如 何? 据统计, 3 a 459 d 中, E- 601 夜晚蒸发量大于白 昼蒸发量的天数为 76 d , 占 17% , 比 20 m2 蒸发池 36% 大大减少。5 20cm 蒸发皿 459 d 中只有 9 d 夜 蒸发量大于白昼蒸发量, 仅 占 2% 。上述数字表明 了特殊气候条件的影响力, 在小水体Байду номын сангаас发器中有了 很大削弱。
表 2 E-601 和 5 20 cm 蒸发皿 3 a 平均各月昼、夜蒸发量及百分比统计表 Table 2 E-601 and 5 20 cm evaporates vessel the annual each month of day and night of transpiration rate and percentage statistical in 3 years
3 蒸发量折算系数的昼夜变化
二龙山站 E- 601 和 5 20 cm 蒸发皿 3 a 平均 5~ 9 月蒸发折算系数见表 3。表中蒸发折算系数计算 式为: K E-601 = E/ E- 601; K 520 = E/ E 5 20, 式 中 E 为 20 m2 蒸发池蒸发量; E- 601 和 E 5 20 分别为 E- 601 蒸发器和 5 20 cm 蒸发皿蒸发量。昼蒸发折算系数 或夜蒸发折算系数需分别用相应器皿的昼蒸发量或 夜蒸发量代入计算。
3 a 5~ 9 月平均昼蒸发量百分比为 831 4% , 夜蒸发 量百分比为 161 7% , 昼夜差更大, 达 66% 。
可以看出, 随着蒸发器口径和水体的逐渐减小, 昼蒸发量会逐渐加大, 说明水体小, 有利于白 昼蒸 发。而夜晚蒸发量则完全相反, 夜蒸发量会逐渐减 小。3 a 5~ 9 月平均夜蒸发月量从 20 m2 蒸发池的 481 7 m m, 下 降 到 E- 601 的 421 5 m m, 再 下 降 到 20 cm蒸发皿的 311 4 m m。所占百分比也依次下 降, 从 20 m2 蒸发池的 45 ℅下降至 E- 601 的 37% , 再下降至 20 cm 蒸发皿的 17% 。说明水体小, 不 利于夜晚蒸发。各蒸发器的昼夜百分比差也从 9% 增至 26% 再增至 66% , 使昼、夜蒸发量的差距不断 加大。是什么 原因造成小水体 昼蒸发量百分 比加 大, 夜蒸发量百分比减小呢? 原因在于小水体的器 质条件改变了气象要素对蒸发器的影响。白天气温 升高时, 大水体热容量大, 升温慢; 小水体热容量小, 升温快, 这样就造成小水体水温高, 大水体水温低。 水温高的水分子活跃, 水汽压力差大, 蒸发大; 水温 低的水分子不够活跃, 水汽压力差小, 蒸发小。到了 夜晚, 情况正相反。气温降低, 大水体水温 降低缓 慢, 水温反而会高, 蒸发大。小水体水温随气温很快
7月
8月
9月
年份
蒸发量 占日量 蒸发量 占日量 蒸发量 占日量 蒸发量 占日量 蒸发量 占日量
/ mm
/%
/ mm
/%
/ mm
/%
/mm
/%
/ mm
/%
昼
1990
夜
昼
1991
夜
昼
1992
夜
昼
3 a 平均
夜
3 a 5~ 9 月平均
691 2
581 9
481 2
411 1
751 3
601 8
481 5
391 2
第 35 卷第 1 期 2008 年 3 月
黑龙 江 水 专 学 报 Journal of H eilongjiang H y draulic Engineering College
Vo l. 35, No. 1 M ar. , 2008
文章编号: 1000-9833( 2008) 01-0030- 03
收稿日期: 2007-06-14; 修订日期: 2007- 09-17 作者简介: 王建波( 1969- ) , 男, 黑龙 江宾县人, 助理工 程师, 主 要从事蒸发实验观测研究, E-mail: w jb6077126com@ 126. com。
从表 1 可以看出, 对月统计, 20 m2 蒸发池昼蒸 发量基本都大于夜蒸发量。3 a 5~ 9 月的昼蒸发量 平均值为 581 4 mm , 占日蒸发量的 541 6% ; 夜蒸发
Abstract: T aking t he act ual mat erial as t he fo undat ion, t he change and ev aporat ed rat e ant day and night of 20 m2 ev aporat es pond and E- 601, 5 20 cm evaporat es vessel are preliminarily analy zed. Key words: wat er sur face evaporat es; day and nig ht ev aporat es rat e; analysis.
夜
481 3 201 5 361 7 181 6 321 6 151 5 211 0 131 0 181 7 151 3 311 4