蒲城縣蒸散發(fā)變化規(guī)律及影響因素分析

楊亮彥

（1、陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安710075 2、陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安710021 3、自然資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室，陜西 西安710021 4、陜西省土地整治工程技術(shù)研究中心，陜西 西安710075）

蒸散發(fā)是地表水循環(huán)的重要組成部分，是維持地表能量和水量平衡的重要過程[1]。研究表明，通過冷凝到達(dá)地球表面的降水60%左右通過蒸散發(fā)作用汽化到大氣中，在干旱區(qū)這一比例高達(dá)90%[2]。同時地表蒸散發(fā)直接或間接影響研究區(qū)的農(nóng)作物生產(chǎn)、植被生長和經(jīng)濟發(fā)展等方面，地表蒸散發(fā)的研究對區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)發(fā)展和水資源利用具有重要的指導(dǎo)意義[3,4]。目前地表蒸散發(fā)的獲取工作還處于發(fā)展階段，隨著遙感定量反演地表蒸發(fā)量技術(shù)的快速發(fā)展，需要大量實測蒸散發(fā)量對反演結(jié)果進(jìn)行驗證，但蒸散發(fā)實測數(shù)據(jù)十分匱乏，嚴(yán)重影響了地表蒸散發(fā)研究的發(fā)展。氣象因子是影響地表蒸散發(fā)的主要因素，且氣象因子獲取簡單。本研究以蒲城縣為研究對象，利用蒲城縣氣象站1998-2017 年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計研究區(qū)多年蒸散發(fā)量，并將蒸散發(fā)與氣象因子進(jìn)行相關(guān)性分析，旨在探明蒲城縣蒸散發(fā)的變化規(guī)律及主要影響因素，為蒲城縣的農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源及處理方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究的氣象數(shù)據(jù)是由中國氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)（http：//data.cma.cn/）提供的日值數(shù)據(jù)(中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集V3.0)，氣象站點為蒲城站，站點號為53948，時間跨度為1998-2017 年。氣象數(shù)據(jù)主要包含日蒸散發(fā)量、平均氣溫、平均風(fēng)速、相對濕度、平均氣壓等，其中日蒸散發(fā)量的測定方法包含小型蒸發(fā)皿和E-601 型蒸發(fā)皿，為了保證數(shù)據(jù)統(tǒng)一，本文采用劉小寧[5]的研究成果，選取兩者的折算系數(shù)為0.58，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為小型蒸發(fā)皿數(shù)據(jù)。利用EXCEL 對蒲城縣1998-2017 年每日蒸散發(fā)量進(jìn)行求和，得到蒲城縣每年蒸散發(fā)量。

1.2 研究方法

本研究采用趨勢線分析法，研究1998-2017 年間蒲城縣年蒸散發(fā)量變化趨勢，計算年蒸散發(fā)量與時間序列的趨勢線斜率Slope，若Slope＞0 則表示年蒸散發(fā)量隨時間變化呈上升趨勢，Slope＜0 則表示年蒸散發(fā)量隨時間呈下降趨勢，且斜率的絕對值越大，說明年蒸散發(fā)量變化越明顯。其計算公式為：

表1 蒲城縣年蒸散發(fā)量變化速率

式中：Slope 表示年蒸散發(fā)量的變化斜率；n 為監(jiān)測時間段的年數(shù)，本研究中取值為20；ETi表示第i 年的蒸散發(fā)量。

2 結(jié)果分析

2.1 蒲城縣年蒸散發(fā)量變化規(guī)律

圖1 蒲城縣1998-2017 年蒸散發(fā)量變化曲線

由圖1 可知，蒲城縣多年蒸散發(fā)量在1500-2000mm，其中2003 年蒸散發(fā)量最小，為1502mm，2016 年蒸散發(fā)量最大，為1926mm，20 年平均蒸散發(fā)量為1715mm。為進(jìn)一步研究蒲城縣年蒸散發(fā)量的變化趨勢，本文通過趨勢線分析法分別計算1998-2005、2006-2017 年的年蒸散發(fā)量變化速率（表1）。由表可知，在1998-2005 年間，其年蒸散發(fā)量起伏大，增速較快，平均增長速度為35.7 mm/a；在2006 年，其年蒸散發(fā)量明顯下降，之后2006-2017 年間，蒲城縣年蒸散發(fā)量逐年增加，增長速度為20.3 mm/a。蒲城縣年蒸散發(fā)量20 年平均增速為9.9mm/a。以上數(shù)據(jù)表明，近20 年來，除2006 年年蒸散發(fā)量出現(xiàn)低值外，蒲城縣年蒸散發(fā)量呈逐漸上升趨勢。

2.2 蒸散發(fā)影響因素分析

圖2 蒸散發(fā)量與氣象因素的相關(guān)性

地表蒸散發(fā)是一種復(fù)雜的物理過程，其與空氣溫度、濕度、風(fēng)速、大氣壓有密切關(guān)系。為進(jìn)一步探究影響蒸散發(fā)量的因素，本文統(tǒng)計蒲城氣象站2017 年全年每日數(shù)據(jù)，除部分缺失數(shù)據(jù)外，共計347 組數(shù)據(jù)。利用氣象數(shù)據(jù)對蒸散發(fā)量與氣象因素的進(jìn)行相關(guān)分析（圖2）。由圖可知，在日尺度上，蒸散發(fā)量與氣溫和氣壓具有顯著相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別為0.6786、0.5578；與風(fēng)速和濕度相關(guān)性不明顯，相關(guān)系數(shù)不足0.1。蒸散發(fā)與各氣象因子的相關(guān)性整體表現(xiàn)為氣溫＞氣壓＞濕度＞風(fēng)速。

3 結(jié)論

利用氣象站數(shù)據(jù)對蒲城縣1998-2017 年年蒸散發(fā)量及影響因素進(jìn)行分析，探討了影響蒸散發(fā)量變化的主導(dǎo)氣象因子。結(jié)果表明：蒲城縣1998-2017 年均蒸散發(fā)量為1715mm，且年蒸散發(fā)量在20 年間呈逐漸上升趨勢，整體增長速度在9.9mm/a；蒸散發(fā)量與氣溫和氣壓具有顯著相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別為0.6786、0.5578，與風(fēng)速和濕度相關(guān)性不明顯。蒸散發(fā)量與氣象因子在日尺度的相關(guān)性表現(xiàn)為氣溫＞氣壓＞相對濕度＞風(fēng)速?？傮w而言，氣溫是影響蒲城縣蒸散發(fā)變化的主要氣象因素。