大型蒸發(fā)器與小型蒸發(fā)皿冰期的聯(lián)合應(yīng)用

張偉瑩

(黑龍江省綏化水文局，黑龍江綏化152000)

1 概 述

東北地區(qū)冬天寒冷，一年冰期有6、7 個月之多，一直以來觀測蒸發(fā)夏天時使用E－601 大型蒸發(fā)器，而冰期使用20 cm口徑的小型蒸發(fā)皿。由于過去大型蒸發(fā)器是金屬材質(zhì)，冬天怕凍脹，所以只好夏季使用。隨著人類社會進入20 世紀(jì)90 年代，隨著各種材料的出現(xiàn)，尤其大型蒸發(fā)器采用玻璃鋼材質(zhì)制作的出現(xiàn)，現(xiàn)在并得到廣泛應(yīng)用。這種新型蒸發(fā)器具有抗凍性，能耐－40 ℃低溫，性能非常好等優(yōu)點。雖然該儀器具有強的抗凍性能，但是直接應(yīng)用到冬天逐日觀測蒸發(fā)，也還無法實現(xiàn)。筆者設(shè)想用小型蒸發(fā)皿輔助逐日觀測冰期日量，而用大型蒸發(fā)器觀測這個冰期總量［1－3］。通過大、小型的蒸發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成大型蒸發(fā)數(shù)據(jù)，這樣就可實現(xiàn)冰期大型蒸發(fā)器的應(yīng)用。為此，筆者進行了一個小試驗，進行二者平行觀測。實踐表明該方法可行。

也就是說，盡管這一地區(qū)一年四季氣候變化巨大，可是大型蒸發(fā)與小型蒸發(fā)聯(lián)合用來觀測，也就達(dá)到了全年大型蒸發(fā)觀測這一目的，即可以實現(xiàn)獲取全年大型蒸發(fā)資料［4－6］。

2 方 法

2.1 大型蒸發(fā)觀測總量

要達(dá)到冰期能夠應(yīng)用大型蒸發(fā)器來觀測蒸發(fā)，只能觀測整個冰期總蒸發(fā)量，也就是說，結(jié)冰前觀測一次，接著進入冰期，期間要有降雪掃除等情況需要記錄，待到第二年冰期結(jié)束或蒸發(fā)器中內(nèi)冰脫離器壁即有自由浮冰和自由水面時，開始恢復(fù)觀測［7－9］。通過兩次觀測值和期間降水量數(shù)據(jù)就可計算這一期間的蒸發(fā)總量，具體計算公式為:

式中:E1－2為冰期蒸發(fā)總量，mm;h1為冰期之前最后一次觀測蒸發(fā)器內(nèi)水面高度值，mm;h2為冰期之后最后第一次開始觀測蒸發(fā)器內(nèi)水面高度值，mm;∑p為冰期降水包括降雪總量，mm。

2.2 小型蒸發(fā)皿觀測日量

每日使用小型蒸發(fā)皿正常觀測日蒸發(fā)量。公式為:

式中;Ei為日蒸發(fā)量，mm;hi昨日8 時蒸發(fā)皿觀測值，mm;hj為今日8 時蒸發(fā)皿觀測值，mm;pi為日降水量，mm。

2.3 換算系數(shù)計算

通過大型蒸發(fā)觀測總量和小型蒸發(fā)皿觀測日量，還需要計算冰期小型蒸發(fā)皿觀測總量，再經(jīng)換算求得換算系數(shù)，公式為:

式中:k 為換算系數(shù);∑Ei為冰期小型蒸發(fā)總量，mm;E1－2為冰期大型蒸發(fā)總量，mm。

2.4 冰期大型逐日蒸發(fā)量的推求

推求整個冰期大型逐日蒸發(fā)量，其公式為:

式中:E′i為大型逐日蒸發(fā)量，mm;k 為換算系數(shù);Ei小型逐日蒸發(fā)量，mm。

3 實 例

3.1 簡況

以秦家水文站觀測資料為例說明，該站是國家重要水文站。地處黑龍江省綏化市城區(qū)北邊約14km，是呼蘭河中游站，冰期一般為每年10 月中下旬開始到下一年4 月中旬前后結(jié)束。氣溫最低可達(dá)－30 ～40 ℃，一般出現(xiàn)在一月份前后。本試驗資料時間從2009 年10 月1 日至2010 年4 月22 日。

3.2 計算步驟

1)大型觀測蒸發(fā)總量

根據(jù)公式(1)計算得到大型觀測蒸發(fā)總量為:E1－2=143.0 mm。

2)小型蒸發(fā)總量

根據(jù)公式(2)計算得到小型觀測蒸發(fā)日量，再進行累加，即總量為:∑Ei=151.2mm。

3)換算系數(shù)

根據(jù)公式(3)計算得到大小型蒸發(fā)換算系數(shù)為:k=0.9458。

(4)推算大型蒸發(fā)日量:

根據(jù)公式(4)計算得到大型逐日蒸發(fā)量為:E′i，詳見推算大型逐日蒸發(fā)量表。

4 結(jié) 論

在冰期蒸發(fā)觀測過程中，增加了利用大型蒸發(fā)器觀測整個期間總量這一項目，觀測方法得到了進一步改進。

大型蒸發(fā)與小型蒸發(fā)冰期的聯(lián)合應(yīng)用，雖說使用的是不同儀器，但是二者觀測得到的數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)蒸發(fā)數(shù)據(jù)全年的統(tǒng)一。同時，冰期蒸發(fā)精度也得到了進一步提高［10－11］。

發(fā)揮了玻璃鋼大型蒸發(fā)器自身抗凍功能，達(dá)到全年使用同一個或同一類型的大型蒸發(fā)器。對于這樣觀測得到的蒸發(fā)資料，使用也更加方便了。

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