蒲城县蒸散发变化规律及影响因素分析

杨亮彦

（1、陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安710075 2、陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西 西安710021 3、自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西 西安710021 4、陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西 西安710075）

蒸散发是地表水循环的重要组成部分，是维持地表能量和水量平衡的重要过程[1]。研究表明，通过冷凝到达地球表面的降水60%左右通过蒸散发作用汽化到大气中，在干旱区这一比例高达90%[2]。同时地表蒸散发直接或间接影响研究区的农作物生产、植被生长和经济发展等方面，地表蒸散发的研究对区域内的生态环境保护、农业发展和水资源利用具有重要的指导意义[3,4]。目前地表蒸散发的获取工作还处于发展阶段，随着遥感定量反演地表蒸发量技术的快速发展，需要大量实测蒸散发量对反演结果进行验证，但蒸散发实测数据十分匮乏，严重影响了地表蒸散发研究的发展。气象因子是影响地表蒸散发的主要因素，且气象因子获取简单。本研究以蒲城县为研究对象，利用蒲城县气象站1998-2017 年的监测数据，统计研究区多年蒸散发量，并将蒸散发与气象因子进行相关性分析，旨在探明蒲城县蒸散发的变化规律及主要影响因素，为蒲城县的农业和经济发展提供依据。

1 数据来源及处理方法

1.1 数据来源

本研究的气象数据是由中国气象数据共享服务网（http：//data.cma.cn/）提供的日值数据(中国地面气候资料日值数据集V3.0)，气象站点为蒲城站，站点号为53948，时间跨度为1998-2017 年。气象数据主要包含日蒸散发量、平均气温、平均风速、相对湿度、平均气压等，其中日蒸散发量的测定方法包含小型蒸发皿和E-601 型蒸发皿，为了保证数据统一，本文采用刘小宁[5]的研究成果，选取两者的折算系数为0.58，统一转换为小型蒸发皿数据。利用EXCEL 对蒲城县1998-2017 年每日蒸散发量进行求和，得到蒲城县每年蒸散发量。

1.2 研究方法

本研究采用趋势线分析法，研究1998-2017 年间蒲城县年蒸散发量变化趋势，计算年蒸散发量与时间序列的趋势线斜率Slope，若Slope＞0 则表示年蒸散发量随时间变化呈上升趋势，Slope＜0 则表示年蒸散发量随时间呈下降趋势，且斜率的绝对值越大，说明年蒸散发量变化越明显。其计算公式为：

表1 蒲城县年蒸散发量变化速率

式中：Slope 表示年蒸散发量的变化斜率；n 为监测时间段的年数，本研究中取值为20；ETi表示第i 年的蒸散发量。

2 结果分析

2.1 蒲城县年蒸散发量变化规律

图1 蒲城县1998-2017 年蒸散发量变化曲线

由图1 可知，蒲城县多年蒸散发量在1500-2000mm，其中2003 年蒸散发量最小，为1502mm，2016 年蒸散发量最大，为1926mm，20 年平均蒸散发量为1715mm。为进一步研究蒲城县年蒸散发量的变化趋势，本文通过趋势线分析法分别计算1998-2005、2006-2017 年的年蒸散发量变化速率（表1）。由表可知，在1998-2005 年间，其年蒸散发量起伏大，增速较快，平均增长速度为35.7 mm/a；在2006 年，其年蒸散发量明显下降，之后2006-2017 年间，蒲城县年蒸散发量逐年增加，增长速度为20.3 mm/a。蒲城县年蒸散发量20 年平均增速为9.9mm/a。以上数据表明，近20 年来，除2006 年年蒸散发量出现低值外，蒲城县年蒸散发量呈逐渐上升趋势。

2.2 蒸散发影响因素分析

图2 蒸散发量与气象因素的相关性

地表蒸散发是一种复杂的物理过程，其与空气温度、湿度、风速、大气压有密切关系。为进一步探究影响蒸散发量的因素，本文统计蒲城气象站2017 年全年每日数据，除部分缺失数据外，共计347 组数据。利用气象数据对蒸散发量与气象因素的进行相关分析（图2）。由图可知，在日尺度上，蒸散发量与气温和气压具有显著相关关系，其相关系数分别为0.6786、0.5578；与风速和湿度相关性不明显，相关系数不足0.1。蒸散发与各气象因子的相关性整体表现为气温＞气压＞湿度＞风速。

3 结论

利用气象站数据对蒲城县1998-2017 年年蒸散发量及影响因素进行分析，探讨了影响蒸散发量变化的主导气象因子。结果表明：蒲城县1998-2017 年均蒸散发量为1715mm，且年蒸散发量在20 年间呈逐渐上升趋势，整体增长速度在9.9mm/a；蒸散发量与气温和气压具有显著相关关系，其相关系数分别为0.6786、0.5578，与风速和湿度相关性不明显。蒸散发量与气象因子在日尺度的相关性表现为气温＞气压＞相对湿度＞风速。总体而言，气温是影响蒲城县蒸散发变化的主要气象因素。