蒲城縣蒸散發變化規律及影響因素分析

楊亮彥

（1、陜西省土地工程建設集團有限責任公司，陜西 西安710075 2、陜西地建土地工程技術研究院有限責任公司，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研究中心，陜西 西安710075）

蒸散發是地表水循環的重要組成部分，是維持地表能量和水量平衡的重要過程[1]。研究表明，通過冷凝到達地球表面的降水60%左右通過蒸散發作用汽化到大氣中，在干旱區這一比例高達90%[2]。同時地表蒸散發直接或間接影響研究區的農作物生產、植被生長和經濟發展等方面，地表蒸散發的研究對區域內的生態環境保護、農業發展和水資源利用具有重要的指導意義[3,4]。目前地表蒸散發的獲取工作還處于發展階段，隨著遙感定量反演地表蒸發量技術的快速發展，需要大量實測蒸散發量對反演結果進行驗證，但蒸散發實測數據十分匱乏，嚴重影響了地表蒸散發研究的發展。氣象因子是影響地表蒸散發的主要因素，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 年的監測數據，統計研究區多年蒸散發量，并將蒸散發與氣象因子進行相關性分析，旨在探明蒲城縣蒸散發的變化規律及主要影響因素，為蒲城縣的農業和經濟發展提供依據。

1 數據來源及處理方法

1.1 數據來源

本研究的氣象數據是由中國氣象數據共享服務網（http：//data.cma.cn/）提供的日值數據(中國地面氣候資料日值數據集V3.0)，氣象站點為蒲城站，站點號為53948，時間跨度為1998-2017 年。氣象數據主要包含日蒸散發量、平均氣溫、平均風速、相對濕度、平均氣壓等，其中日蒸散發量的測定方法包含小型蒸發皿和E-601 型蒸發皿，為了保證數據統一，本文采用劉小寧[5]的研究成果，選取兩者的折算系數為0.58，統一轉換為小型蒸發皿數據。利用EXCEL 對蒲城縣1998-2017 年每日蒸散發量進行求和，得到蒲城縣每年蒸散發量。

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量變化趨勢，計算年蒸散發量與時間序列的趨勢線斜率Slope，若Slope＞0 則表示年蒸散發量隨時間變化呈上升趨勢，Slope＜0 則表示年蒸散發量隨時間呈下降趨勢，且斜率的絕對值越大，說明年蒸散發量變化越明顯。其計算公式為：

表1 蒲城縣年蒸散發量變化速率

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

2 結果分析

2.1 蒲城縣年蒸散發量變化規律

圖1 蒲城縣1998-2017 年蒸散發量變化曲線

由圖1 可知，蒲城縣多年蒸散發量在1500-2000mm，其中2003 年蒸散發量最小，為1502mm，2016 年蒸散發量最大，為1926mm，20 年平均蒸散發量為1715mm。為進一步研究蒲城縣年蒸散發量的變化趨勢，本文通過趨勢線分析法分別計算1998-2005、2006-2017 年的年蒸散發量變化速率（表1）。由表可知，在1998-2005 年間，其年蒸散發量起伏大，增速較快，平均增長速度為35.7 mm/a；在2006 年，其年蒸散發量明顯下降，之后2006-2017 年間，蒲城縣年蒸散發量逐年增加，增長速度為20.3 mm/a。蒲城縣年蒸散發量20 年平均增速為9.9mm/a。以上數據表明，近20 年來，除2006 年年蒸散發量出現低值外，蒲城縣年蒸散發量呈逐漸上升趨勢。

2.2 蒸散發影響因素分析

圖2 蒸散發量與氣象因素的相關性

地表蒸散發是一種復雜的物理過程，其與空氣溫度、濕度、風速、大氣壓有密切關系。為進一步探究影響蒸散發量的因素，本文統計蒲城氣象站2017 年全年每日數據，除部分缺失數據外，共計347 組數據。利用氣象數據對蒸散發量與氣象因素的進行相關分析（圖2）。由圖可知，在日尺度上，蒸散發量與氣溫和氣壓具有顯著相關關系，其相關系數分別為0.6786、0.5578；與風速和濕度相關性不明顯，相關系數不足0.1。蒸散發與各氣象因子的相關性整體表現為氣溫＞氣壓＞濕度＞風速。

3 結論

利用氣象站數據對蒲城縣1998-2017 年年蒸散發量及影響因素進行分析，探討了影響蒸散發量變化的主導氣象因子。結果表明：蒲城縣1998-2017 年均蒸散發量為1715mm，且年蒸散發量在20 年間呈逐漸上升趨勢，整體增長速度在9.9mm/a；蒸散發量與氣溫和氣壓具有顯著相關關系，其相關系數分別為0.6786、0.5578，與風速和濕度相關性不明顯。蒸散發量與氣象因子在日尺度的相關性表現為氣溫＞氣壓＞相對濕度＞風速。總體而言，氣溫是影響蒲城縣蒸散發變化的主要氣象因素。