Spatial variation of reference crop evapotranspiration on Tibetan Plateau

This study is based on meteorological observation data collected at 38 weather stations on the Tibetan Plateau over several decades. Daily reference crop evapotranspiration （ETo） was calculated with the FAO-56 standard Penman-Monteith formula. A test of normality was performed with Statistica 6.0 software, isotropic and anisotropic semi-variogram analysis was conducted with the GS＋ （geostatistics for the environmental sciences） system for Windows 7.0, and the characteristics of spatial variation of daily ETo were obtained. The following results can be obtained Daily ETo for different periods on the Tibetan Plateau are distributed normally; Except for daily ETo in the E-W （east-west） direction in the summer, which showed a slight negative correlation with distance change, the Moran＇s indexes of daily ETo for different periods in all directions on the Tibetan Plateau within a 100-km distance were positive, demonstrating a positive correlation with distance change; Variograms of daily ETo in June, the dry season, the wet season, as well as annual average daily ETo fit well with the Gaussian model; A variogram of daily ETo in December fit well with the exponential model; Variograms of daily ETo for the four seasons fit well with the linear With sill model.

黄土高原地区近50年参考作物蒸散量变化特征

为了探求黄土高原地区深层土壤干燥化过程及成因和该地区植被耗水的变化情况,该文根据黄土高原5站点近50a的日气象资料,利用Penman-Monteith公式计算了日参考作物蒸散量,并分析了ET0的日均值、月均值和年值的变化特征,同时分析了平均温度、最高温度、最低温度、日照时数、风速和相对湿度与ET0的相关性。结果表明:黄土高原地区ET0日值和月均值与大气温度、日照时数均达到了极显著的相关性,其ET0日值和ET0月均值曲线均呈单峰型,存在明显的季节变化特征,峰值均出现在6月。除了西安和西宁ET0年值显著降低外,其他3站点的年际间变化趋势不显著,同时除西宁站外其他各站点在20世纪80年代后ET0均有上升的趋势。

黄土高原地区生长季参考作物蒸散量对主要气象要素的敏感性分析

为预测气候因子变化引起的区域参考作物蒸散量(ET0)的变化,以黄土高原地区为研究区,运用FAO Penman-Montieth方程计算了68个站点1961-2010年生长季参考作物蒸散量,并计算其对平均气温、太阳辐射、风速和实际水汽压的敏感系数,最后分析了敏感系数的时空变化特征。结果表明,黄土高原地区生长季ET0对实际水汽压最敏感,其次是太阳辐射和平均气温,对风速的敏感性最低;平均气温的敏感系数和实际水汽压敏感系数绝对值呈单峰型分布,二者分别在7月、9月达到最大值,太阳辐射敏感系数表现为持续上升趋势,风速敏感系数波动幅度最小,其值在4月最大;生长季气候因子敏感系数的空间差异性显著,平均气温敏感系数西部明显大于东部,太阳辐射敏感系数在高海拔地区形成高值区,风速敏感系数在西风带Ⅳ区形成高值区,实际水汽压敏感系数在黄土高原湿润地带最大。

黄土高原1961—2009年参考作物蒸散量的时空变异

基于48个站点的气象数据,对黄土高原1961—2009年参考作物蒸散量的空间分布特征和时间变化趋势进行了分析。结果表明,黄土高原年均参考作物蒸散量为1060.3 mm,西北部高于东南部,最低值出现在西南区。1961—2009年整体呈上升趋势,年均增幅1.3 mm;春季变化最显著,冬季变化最小。ET0在1994年发生上升趋势的突变,之后上升趋势一直非常显著。湿度和温度是最重要的影响因子。ET0不断增长而降水呈降低趋势,这将恶化该区水资源短缺的问题,需要采取一定的措施来减缓气候变化带来的负面影响。

黄河上游重要水源补给区参考作物蒸散量变化特征分析

利用甘南牧区4个气象观测站1971—2010年的地面气象观测资料,运用Penman-Monteith公式计算得出牧区四站逐月ET0值。通过统计分析、相关分析、小波及Mann-Kendall法等方法对甘南牧区ET0的变化特征进行了分析,并就高原上气象因子与ET0的相关性做了进一步研究。结果发现甘南牧区各县ET0年际变化呈逐年上升趋势,上升趋势达8.8～19.5 mm/10a;1985年以前有明显的准10 a周期,2000年到2010年间出现了准5 a周期;在90年代以后的20年中上升更快,并于1996年以后出现了突增。牧区ET0夏季最大,并且逐年上升最快;冬季最小,逐年上升最慢。牧区ET0的空间分布不均匀除了与当地高原特殊地形地貌复杂性有关外,还与影响参考作物蒸散量的主要气象因子的不同有关。

黄土高原丘陵沟壑区多种参考作物需水量模型对比分析

利用米脂地区2000—2005年逐日气象资料,以FAO56-PM方程计算结果为标准,通过线性回归、均方根误差(RMSE)和平均偏差,在日、月及年时间尺度上分析、评价10种ET0计算模型。结果表明,除Hargreaves和Turc模型外,其他8种模型计算的日ET0值与FAO56-PM的R2均大于0.9。不同模型与FAO56-PM日ET0值的RMSE为0.35～1.78。多数计算模型在冬季(11、12、1月)和春季(2、3、4月)的准确性高,而在5—10月表现较弱。通过年值分析发现Priestley-Taylor、FAO24-BC和Penman这3种模型与FAO56-PM计算值最为接近。而对于FAO24-Rad、Makkink、Hargreave与Turc等参数较少的公式,在应用时利用当地气象要素进行经验系数校正。

泾河上游典型站近45年参考作物蒸散量变化特征

为了更好地探讨泾河上游地区植被耗水的变化情况,利用泾河上游4个典型站点近45 a的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式,计算了日参考作物蒸散量,并对ET0的日、月、年值的变化特征进行了分析,同时分析了影响ET0的主要气候因子。结果表明:泾河上游ET0的日均值和月均值与大气温度、日照时数等气象要素均达到极显著相关,与风速的相关程度最低,ET0日变化和月变化均呈现为相似的单峰型变化趋势,峰值出现在夏季7月份。近45年来,只有隆德ET0年值呈显著性增加,其他站ET0年值变化不明显。固原的夏季,隆德的冬、夏、秋季的ET0呈显著性变化,其他站各季节变化均不明显。

黄土高原水蚀风蚀交错区水分有效性的季节变化

选取位于黄土高原北部水蚀风蚀交错区的六道沟流域为研究区,以FAO56推荐的参考作物的蒸散发计算公式和Penman-Monteith公式,利用观测的气象数据,以1 h为时间步长分别计算参考作物的蒸散发ET0、草地植被的蒸散发ET以及水分有效性参数ma(ma=ET/ET0)。2006年的计算结果表明:年ET0略高于年降雨量;ET占年降雨量的37%,雨季集中降雨发生后ET明显增加;年中大部分时间ma<0.4,其年平均价值为0.34;研究结果可为黄土高原北部水蚀风蚀交错区土壤水分的动态功能分析、土壤水分与农作物生长的关系等研究提供基础数据。

云贵高原参考作物蒸散量时空特征及成因分析

为了探究云贵高原地区参考作物蒸散量(ET_(0))的时空分布特征,基于云贵高原42个代表性气象站点近56 a(1961—2016年)逐日气象数据,利用Mann-Kendall检验探究ET_(0)主要的气象驱动因子,并运用多元回归分析量化了各气象因子对ET_(0)的贡献率.结果表明:云贵高原近56 a风速和气温呈逐年上升趋势,增幅分别为0.0012(m·s^(-1))/a和0.018℃/a,太阳辐射和相对湿度呈下降趋势,降幅分别为0.0073(MJ·m^(-2)·d^(-1))/a和0.0746%/a;近56 a来ET_(0)整体呈波动式上升趋势,增幅为0.2871 mm/a,空间分布西高东低,差异特征显著,西部地区24个站点年均ET_(0)为1100~1200 mm,东部18个站点年均ET_(0)为843~950 mm;在春、秋、冬季太阳辐射是云贵高原ET_(0)的主要驱动因子,夏季气温是ET_(0)的主要驱动因子,全年各气象因子对ET_(0)贡献率n按驱动因子由大到小排序为太阳辐射(R_(s)),气温(T_(mean)),相对湿度(RH),风速(u_(2)),因此太阳辐射是影响云贵高原ET_(0)变化的主导驱动因子.

黄淮海区域参考作物蒸散量的时空变化特征及影响因素

探究黄淮海地区参考作物蒸散量的时空分布特征及其变化成因,是提高区域农业水资源利用效率的有效途径之一。基于1961—2018年黄淮海区域364个气象站逐日气象观测资料,采用Penman-Monteith模型计算参考作物蒸散量,利用线性回归分析、敏感性分析和贡献率分析等方法,分析了参考作物蒸散量的时空变化特征及影响因子的贡献。结果如下:(1)近58 a来,黄淮海区域参考作物蒸散量空间差异明显,自中部向四周逐渐减少,全区年平均为978.7 mm,以12.5 mm·(10 a)-1的速率显著减少,且存在明显的年代际变化,尤其是20世纪90年代以前;全区年平均气温显著升高,而风速、日照时数和相对湿度显著减少,各省区的变化率略有差异。(2)参考作物蒸散量对平均气温、风速和日照时数的敏感系数均为正,而对相对湿度的敏感系数为负且最为敏感。(3)平均气温和相对湿度对参考作物蒸散量变化的贡献率均为负,风速和日照时数对其变化的贡献率均为正,贡献率绝对值自风速、日照时数、平均气温、相对湿度依次减小。(4)风速的减小和日照时数的减少是黄淮海区域参考作物蒸散量减小的主要原因,但各省区略有不同。

近48年青藏高原水热资源时空演变与匹配特征

青藏高原特殊的高海拔、低气压、强辐射及充足日照使得青藏高原的水热资源十分丰富,同时受气候变化及人类活动影响青藏高原生态系统十分敏感,由此研究青藏高原水热资源的时空演变与匹配特征对当地农牧业发展具有重要指导意义。运用彭曼公式计算了青藏高原1970—2017年的参考作物蒸散发量,分析了这48年的参考作物蒸散发量的空间分布与时间变化,并分析了降雨量、温度、参考作物蒸散发量、湿润指数这些水热资源指标时空变化特性;综合考虑降雨、气温、蒸发因素,提出了青藏高原水热资源匹配模型,由此研究了青藏高原水热资源匹配特征。结果显示,青藏高原水热资源空间分布基本呈现东南大,西北小及东南、西北两端大,中部地区小的2种分布特征,并在时间上呈现显著上升趋势,水热资源匹配性由西北向东南逐渐变好,并在1970—2017年呈显著的变好趋势,这种变化从自然条件上有利于当地农牧业发展。

1961—2010年黄土高原地区参考作物蒸散量对气候变化的响应及未来趋势预估

根据1961—2010年我国黄土高原地区67个气象站常规气象资料,基于Penman-Monteith公式计算了参考作物蒸散(ET0),并结合各气象因子的多年变化探讨了ET0变化的原因,在此基础上,应用基于分型理论的R/S方法对黄土高原区ET0未来的变化趋势进行了预测。结果表明:平均气温的敏感性虽较低,但因其显著变化,成为引起ET0变化的主导因子,贡献达到6.37%,太阳辐射和风速次之,实际水汽压敏感性较大,但因变化小,贡献仅为1.36%;空间分布上,气温对ET0的变化均为正贡献,风速和太阳辐射多为负贡献,实际水汽压在北部为负贡献,南部多为正贡献;未来一段时间ET0仍然保持与过去相一致的变化趋势。