农业气象学导论/蒸发与降水

本章的目标

• 理解
  • 影响蒸发和蒸腾的因素，
  • 蒸发量的测量
  • 实际蒸散量的估算，意义
  • 降水的形式，降雨量的测量和在作物生产中的意义

蒸发

水从固态和液态转变为蒸汽并扩散到大气中的过程称为蒸发。在农业气象学中，蒸发被定义为在植物附近存在的各种天气条件下，从暴露在这些条件下的湿润、水平、平坦的表面上最大可能的湿气损失。

• 在蒸发过程中，水分子吸收能量，使它们运动起来，从而从

液体或蒸发体的表面并变成气体。

• 由于蒸发过程消耗能量，剩余的液体会被冷却相当于能量的

数量。所以，蒸发是一个冷却过程，并对蒸发物体产生冷却效果。

• 蒸发的驱动力是蒸汽压梯度。土壤和风产生的阻力也会影响蒸发过程。

影响蒸发速率的因素

1. 温度（温度升高蒸发量增加）

2. 相对湿度（RH 增加蒸发量减少）

3. 风速（低风速低蒸发量）

4. 气压（表面低压蒸发速率高）

5. 土壤特性（土壤质地、土壤剖面特征等。在 FC – 土壤特性不会影响蒸发速率）

蒸发量的测量

以下方法通常用于测量蒸发速率：1. 水盘测量法 2. 使用经验公式 3. 蓄水量方程法 4. 能量平衡法

蒸散量 (ET)

• 土壤水分和植物表面共同损失到大气中的水分，包括蒸发

和蒸腾。

• 水分的有效性对这两个过程至关重要。
• 它被用作农业气候指数来评估水分供应对作物生长和产量的影响。

作物。

参考蒸散量 (ET)

这代表了从 8-10 厘米高的绿色草坪覆盖的广阔表面上最大可能的蒸散速率，实际上正在生长，并完全遮蔽了有限水供应下地面的阴影。

潜在蒸散量 (PET)

当水分供应无限时，任何作物的潜在蒸散量 (PET) 来自参考蒸散量和作物系数 (Kc)。PET = Kc × ET0

蒸散量也称为耗水量 (WU) 或消耗性用水量 (CU)。影响 ET 的因素包括气候和管理措施。

ET 和 PET 的重要性

1. 估算土壤水分，从而制定作物的灌溉计划。
2. 了解作物产量与灌溉水之间的关系。
3. 指导生产具有完全发育冠层的作物。
4. 蒸散量还有助于划分土壤气候带，包括干旱

易旱区。

1. 这些将为制定合适的土壤和作物管理措施、作物提供基础

品种、节水技术、种植模式以及提高雨养作物产量的途径。

降水

• 水文循环的组成部分
• 以固态或液态形式降落到地球上的水（雨、冰雹、雨夹雪）
• 它与露、霜和雾不同。

降雨或降水的机制

1. 第一步是凝结 – 形成云滴，必须克服正常的浮力

和大气中的上升气流。

1. 云滴非常小（10 微米）– 需要数百万个云滴才能形成一个

尺寸相当大的雨滴（200 – 700 微米）。

1. 云滴结合形成大型雨滴的过程尚未完全了解。然而，两种

机制被提出：a) 伯杰龙冰晶理论 b) 碰撞凝聚理论

降水的形式

i. 雨：最常见形式 – ii. 毛毛雨：细小的水滴，直径<0.5 毫米，彼此非常靠近。RH 为 100% 不会发生蒸发 iii. 雪：它是以六边形晶体或星形形式降落的白色或不透明的冰粒。iv. 雨夹雪：在美国它被称为冻雨（< 5 毫米），在英国 v. 冰雹：降落的小冰球或冰块，直径约 5 到 50 毫米。

降水量的测量

1. 以...为单位测量

深度 – 测量单位，毫米 强度 – 测量单位，毫米/小时

1. 两种类型的雨量计

i. 非记录型雨量计 ii. 记录型雨量计