蒸發量

蒸發量

蒸發量(evaporation),水由液態固態轉變成氣態,逸入大氣中的過程稱為蒸發。而蒸發量是指在一定時段內,水分經蒸發而散布到空中的量。通常用蒸發掉的水層厚度的毫米數表示,水面或土壤的水分蒸發量,分別用不同的蒸發器測定。一般溫度越高、濕度越小、風速越大、氣壓越低、則蒸發量就越大;反之蒸發量就越小。土壤蒸發量和水面蒸發量的測定,在農業生產和水文工作上非常重要。雨量稀少、地下水源及流入徑流水量不多的地區,如蒸發量很大,即易發生幹旱。

  • 中文名稱
    蒸發量
  • 外文名稱
    evaporation
  • 解釋
    指在一定時段內,水分經蒸發而散布到空中的量
  • 測量儀器
    小型蒸發器、大型蒸發桶和蒸發皿

基本介紹

水由液態固態轉變成汽態,逸入大氣中的過程稱為蒸發。而蒸發量是指在一定時段內,水分經蒸發而散布到空氣中的量。通常用蒸發掉的水層厚度的毫米數表示,水面或土壤的水分蒸發量,分別用

蒸發量蒸發量

不同的蒸發器測定。一般溫度越高、濕度越小、風速越大、氣壓越低、則蒸發量就越大;反之蒸發量就越小。土壤蒸發量和水面蒸發量的測定,在農業生產和水文工作上非常重要。雨量稀少、地下水源及流入徑流水量不多的地區,如蒸發量很大,即易發生幹旱。

潛水蒸發量

地表土壤蒸發和作物蒸騰所消耗的土壤水分中,來自于潛水的那部分水量稱為潛水蒸發量.潛水蒸發量是田間水分迴圈中的一部分,是潛水層地下水向土壤水和大氣水轉化的一種形式。

意義

巨觀意義

蒸發使地面的水分升到空氣中,而降雨降雪是空氣的水分落到地面上。它們不僅是兩個相反的過程,也是相互依存的兩個過程。如果地面上的水分不再通過蒸發進入空氣中,不出10天地球上再也看不到雨雪了。

蒸發不僅與降水相互依存,它們還與地面的河流有關。在極度幹旱的地區,降水量很小。它的實際蒸發量與降水量是相等的。那裏的地面上沒有河流,連幹枯的小河溝也沒有。我國的沙漠地區就是這樣的。在河流的源頭或上遊地區,那裏的降水量比實際的蒸發是要大。這些多餘的水分形成了河流,並且沿著河谷慢慢地流進了海洋或者湖泊。 在任何一個自然流域,它的蒸發、降水與河水流量都是基本平衡的。寫成公式就是:任何一個閉合流域:降入流域的降水量=蒸發量+流出流域河水量。

氣象學意義

各地氣象站都有蒸發量資料,也經常被人們引用。人們往往用降水量和蒸發量的對比資料來說明一個地方是如何的幹旱,事實上這種表述存在問題。不少地區提供的資料都表明,當地的蒸發量遠遠大于降水量。但如果果真如此,人類早就無法在那裏生存了。地球表面地形復雜,在一個地區乃至一個縣,往往有荒漠、綠洲和山區多種地形。在山區,降水量遠遠大于蒸發量;在沙漠和荒漠中,基本上降多少水,就能蒸發多少;而在在綠洲,盡管蒸發量大于降水量,由于還有來自山區的地表徑流補充,還是適宜人類生存。

很濕潤的地區,氣象站測量的蒸發量大約是自然蒸發量的60%。所以利用它粗略分析蒸發量的差別還是可以的。但是在幹旱地區氣象站測量到的蒸發量與實際蒸發量就有非常嚴重的偏差。

例如新疆吐魯番盆地的托克遜,氣象站測量的年蒸發量是3.7米。有人就說那裏的蒸發量大得驚人。然而實際情況是那裏的年降水量不足1釐米厚。所以當地自然條件下可以提供的蒸發量最多也就是1釐米。這與3.7米就差了370倍。

把氣象站測量的蒸發量作為幹旱地區的實際蒸發量來描寫顯然是扭曲了事實。蒸發量實際上是在蒸發皿中測得的資料,隻說明這一地區的蒸發能力,而不是實際蒸發量。氣象部門應當把氣象站的蒸發量改稱為蒸發能力就會減少人們的誤會。人們在引用蒸發量資料時首先弄明白它的準確含義也會避免這種誤解。

氣象學資料

蒸發是地表熱量平衡和水量平衡的組成部分,也是水迴圈中最直接受土地利用和氣候變化影響的一項,同時,蒸發也是熱能交換的重要因子。所以,蒸發量在估算陸地蒸發、作物需水和作物水分平衡等方面具有重要的套用價值。進行蒸發量變化的研究,對深入了解氣候變化、探討水分迴圈變化規律具有十分重要的意義。就實際而言,對水利工程設計、農林牧業土壤改良、土壤水分調節、灌溉定額製定以及研究水分資源、製定氣候區劃等方面都具有重要的指導意義。

蒸發量蒸發量

全球變暖部分地區蒸發量不增反降

據政府間氣候變化專門委員會(IPCC)最新報告,在過去100年中全球氣溫平均上升了0.6士0.2℃。因此人們預期,全球變暖可能會使大氣變幹,導致陸地上水體蒸發量上升。而實際結果卻與此相反,許多地區的蒸發皿蒸發量呈顯著下降趨勢。究其原因,國際上相關專家說法不一。美國著名氣候學家Peterson等人將蒸發皿蒸發量下降的現象歸因于雲量的增加;Brutsaert等人認為蒸發皿蒸發量的減少是由于地面蒸發量增加的結果;Michael從全球溫度日較差變小的事實出發,在理論上解釋了蒸發皿蒸發量的下降主要是由于太陽輻射量的減少造成;而Stanhill和Cohen則認為雲量和氣溶膠的增加是In recent years,來全球太陽輻射下降的主要原因。相比而言,我國雖然在蒸發量的計算方面成果較多,但對蒸發量的變化及成因研究較少,許多研究局限于局部地區,且採用的測站資料較少,因此很難形成系統全面的理論。

所以,利用大量的台站資料和較長的時間尺度對我國蒸發皿蒸發量變化趨勢及其成因進行研究很有必要。在國家自然科學基金面上項目和江蘇省自然科學基金項目資助開展的"45年來中國蒸發皿蒸發量的變化特征及其成因研究"中,申雙和等人利用中國472個氣象站1957~2001年20釐米口徑蒸發皿的實測資料,分析了我國小型蒸發皿蒸發量的變化趨勢及其變化原因。

變化趨勢蒸發量每十年減少34.12毫米

通過對資料的統計與計算,申雙和發現,盡管在這45年間我國年平均氣溫以每10年增加0.2℃的趨勢遞增,可是蒸發皿蒸發量整體上卻以每10年減少34.12毫米的速度遞減。其中,夏季下降速率及下降幅度最大,為每10年下降15.59毫米,其次為春季、秋季,冬季變化不明顯。"這種變化趨勢整體上是與全球保持一致的,"申雙和解釋說,"氣溫升高主要集中在冬季,而對很多地區來說,佔全年蒸發量總量比例較大的夏季氣溫不升反降,這就導致了全年蒸發量顯著下降。"

從地域分布看,蒸發皿蒸發量顯著上升隻集中在少部分地區,如大興安嶺北部和北山地區;下降幅度最大的地區則集中在東部、西北北部和南部及西藏南部。

鍵因子風速和日照時數下降

申雙和通過對彭曼公式中能量平衡項和空氣動力項進行分析後認為,東部蒸發皿蒸發量的下降主要是因為提供蒸發的能量顯著減少,而西部地區蒸發皿蒸發量的下降主要是供蒸發的動力下降所致。就氣象因子而言,他認為,風弱的時候,氣流慢,蒸發面的水汽就不易被帶到大氣中,而日照減少時,蒸發面接受的能量少,水分子動能減弱,水汽擴散也就減慢,這樣,蒸發皿的蒸發量就減小。

因此,他提出:造成蒸發皿蒸發量下降的主要原因為風速和日照時數的下降。"小興安嶺之所以蒸發皿蒸發量增大,主要就是由于這個地區氣溫顯著升高,同時日照、風速沒有明顯減弱。"他用了一個反例來說明。

之後,他又通過對各氣象因子進行趨勢分析和相關分析,進一步證明了這一結論。

可能影響改變水迴圈和水資源分布

"我國大部地區蒸發量下降"這一事實會對水迴圈和農林業等相關領域產生什麽影響?申雙和解釋道,我國大部地區蒸發皿蒸發量減小,已經可以排除是氣溫下降、地面蒸發量增加和空氣增濕的影響結果,而應該歸因于日照減少、風速減弱。因此,蒸發皿蒸發量下降可能會對水迴圈的分量產生一定影響,例如地面蒸發量減小、大氣水汽輸送減弱,同時降水也會發生相應的變化。對農業生產而言,會導致農田蒸散減弱、作物水分利用效率增大,並在一定程度上緩解幹旱。另外,我國東北地區蒸發皿蒸發量有一定的增加,加上氣溫顯著升高,一方面可以擴大農業種植區域,提高作物產量和森林固碳及木材蓄積量;另一方面,由于水分消耗增大,可能對當地水迴圈和水資源分布產生一定的影響。

測量方法

常用儀器

測量蒸發的儀器常用的有小型蒸發器、大型蒸發桶和蒸發皿等幾種。

小型蒸發器是口徑為20釐米,高約10釐米的金屬的圓,盆口成刀刃狀,為防止鳥獸飲水,器口上部套一個向外張成喇叭狀的金屬絲網圈。測量時,將儀器放在架子上,器口離地70釐米,每日放入定量清水,隔24小時後,用量杯測量剩餘水量,所減少的水量即為蒸發量。

大型蒸發桶是一個器口面積為0.3平方米的圓柱形桶,桶底中心裝一直管,直管上端裝有測針座和水面指示針,桶體埋入地中,桶口略高于地面。每天20時觀測,將測針插入測針座,讀取水面高度,根據每天水位變化與降水量計算蒸發量。

蒸發皿的規格大都和雨量筒一樣,也是20釐米直徑的圓形器皿,皿口上沿也高出地面70釐米。蒸發皿深10釐米。正是因為它的厚度小于直徑才稱為皿。每天向蒸發皿中加進2釐米深的水層,晚上把餘水倒進量杯,量出剩餘水深。把20釐米減去剩餘水深就是當天的蒸發量。如果當天有雨,餘水中還要扣除當天的降水量。這就是蒸發皿的直徑和離地面高度都要和雨量筒一致的原因。否則,兩者就不能簡單相減。

蒸發量蒸發量

特殊情況處理

在測量蒸發量受到非人為原因或人為原因影響時,人們可以採取以下方法:

1.因降水等自然原因,使蒸發量為負值(不論負值多少),記為0.0。此情況無需備註。

2.凡因人為原因造成蒸發量為負值,則按缺測處理。

4.夜間不守班的站,第二天早晨發現蒸發皿水(雪)確實外溢,可將皿內水(雪)倒掉,重新加入20mm的清水,該日蒸發量外加括弧,並予註明。

蒸發量蒸發量

5.考慮到霧、露、霜現象在蒸發器水(冰)面上與雨量器金屬面上的凝聚狀況是不相同的,因此在計算蒸發量中不考慮純霧、露、霜量。

6.當位于海島、高山的站確遇蒸發皿水被大風吹出時,其記錄外加括弧,並予註明。

7.蒸發器結冰,被凍在冰內的沙土無法清除對,可照常稱量記錄。但觀測後即應換水。

8.沒有蒸發專用台秤,也沒有單位為克的普通台秤的站,在蒸發器結冰時,可用以下方法處理蒸發量,以保證、月記錄的完整。

各結冰日(觀測時結冰)的蒸發量欄記"B",待冰融化的那一天再量取計算這一段的總量,記入觀測當日的蒸發量欄。但結冰期要跨入下一旬時,則須于本旬最後一天的20時,加入一定量的溫水將冰融化進行觀測,量得的數值中再扣除加入的溫水量,計算出的蒸發量記入觀測當天的蒸發量欄。上述情況需在簿、表備註欄註明。

9.E-601型蒸發器遇上結冰時,各結冰日的蒸發量欄記"B",某日冰融化後,測出停測以來的總量,記在該日蒸發量欄內;如果結冰跨入下個月時,待下月融化時測出停測以來的總量,按天平均分配所得累計值,分別記到Last month最末一天和This month融化日的蒸發量欄內,以求取完整的月計值,此情況在薄表備註欄註明。

由于蒸發量和降水量一樣,都是每天20時觀測一次,因此測得的日蒸發量,日降水量實際上都是昨天20時到今天20時的量,而不是昨天24時到今天24時的量。

資料處理

蒸發量說明該地的水分支出狀況。然而,由于蒸發器本身及其周圍空氣的動力熱力條件與天然水體有所不同,蒸發器測得的蒸發量要比湖泊水庫等實際水體的蒸發量大。因此,蒸發器的觀測值必須乘一個折減系數(一般為0.7-0.8)後,才能作為天然水體的蒸發量。蒸發量的空間變化,受氣溫、海陸、降水量諸因素的影響。緯度愈低,氣溫愈高,蒸發能力愈強,蒸發量也就大;在溫度相同條件下,海洋上的蒸發量大于大陸,並有自沿海向內陸顯著減少的趨勢;一般說來,降水量多的地方蒸發量也大,反之,蒸發量小。某地是濕潤還是幹旱,要看該地濕潤系數K,其公式為K=P/E式中P為降水量,E為蒸發量。K大于等于1時,表明水分收入大于或等于支出,屬于濕潤狀況;K小于1時,反映水分收入不夠支出,屬于半濕潤、半幹旱或幹旱。K大小,對自然景觀結構特征的形成有深刻的影響。

自然測量

氣象站測量蒸發量的方法簡單易行。如果把每天測量蒸發量加起來就得到了全年的蒸發量。全國各地的氣象站都這麽做。我們也就知道了全國各地的全年蒸發量了。但這種方法有缺點:它不能完全代表自然界真的蒸發量,有時它偏差非常大。蒸發皿的直徑太小造成蒸發量偏大。另外自然的下墊面有的幹有的,還有沼澤、農田湖泊或者海洋。這些不同的下墊面的實際蒸發量顯然各不相同。

為了研究不同的自然情況下的蒸發量,人們還選用直徑更大的蒸發皿或者測量土壤的蒸發量、水面的蒸發量,農田蒸發量甚至葉面的蒸發量。這些測量蒸發的方法技術比較復雜,成本比較高,隻有少數的試驗站可以進行。另外,還研究了一些公式也可以間接計算蒸發量。

變化趨勢

蒸發量每十年減少34.12毫米。通過對資料的統計與計算,發現,盡管在45年間中國年平均氣溫以每10年增加0.2℃的趨勢遞增,但是蒸發皿蒸發量整體上卻以每10年減少34.12毫米的速度遞減。研究僅是基于氣象台站觀測資料的分析,由于城市化後資料的代表性和可靠性更加受到重視,因此城市的發展(包括建築增高加密、環境和空氣污染等)對風速的減弱、日照的減小、溫度的升高等方面的貢獻如何,都有待進一步研究。

分布情況

在地球上,各地的地形不同,氣候不同,蒸發量的大小也就不一樣。中國蒸發量最大的地區是青海省的察爾汗鹽湖,年平均蒸發量(蒸發能力)3518毫米。各個大洲的蒸發量從大到小依次為亞洲、非洲、南美洲、北美洲、大洋洲歐洲

蒸發器蒸發器

意義

大自然真是一個奇妙的機器,它既有暴風驟雨也有默默無聲蒸發過程。你想過嗎,如果沒有了蒸發,天空也就沒有了雨水,沒有了雨水也就沒有了河流,沒有了植物和動物。

蒸發器蒸發器

蒸發過程聯系著地面的河流、聯系著地球的植被、景觀和我們的農業、森林和草場。在進行大規模的引水灌溉、南水北調、植樹造林和環境保護的時候,應當對每個步驟引起的蒸發量的變化進行了科學的分析。正確認識蒸發過程和蒸發規律對于保護、利用、改造自然有著非常重要的理論意義和實踐意義。

相關詞條

相關搜尋

其它詞條