日蒸发量数据审核判据探讨

王飞，毕文泽，白玛吉村

（1.林甸县气象局，黑龙江林甸 166300；2.洛隆县气象局，西藏洛隆 855400）

日蒸发量数据审核判据探讨

王飞1，毕文泽1，白玛吉村2

（1.林甸县气象局，黑龙江林甸 166300；2.洛隆县气象局，西藏洛隆 855400）

1 引言

月报表A文件中，夏季的蒸发量数据疑问较多，通常可根据温、湿、风、日照、云、能见度等气象要素进行判断，大致确定其可靠性。为了能判别正误，找到比较合理的方法或判别依据很重要。本文主要介绍了测报业务软件“格检审核”A文件时蒸发量数据的审核依据以及几种实测蒸发量是否可用的判据。

2 地面测报业务软件中提供的蒸发量审核依据

软件在自动审核月数据A文件中的蒸发量数据时，所用的依据是蒸发量与气温、湿度、风、云、日照、天气现象的关系，按如下公式计算可能的蒸发量[1]：

式中：E0为计算的可能蒸发量；V为10 min平均风速；ES为地面温度与气温平均温度下的饱和水汽压；E为日平均水汽压。若小型蒸发量EL和E0≥2.5 mm，且|EL*0.5－E0|＞E0，则判断为小型蒸发量反常；若大型蒸发量EE和E0≥2.0 mm，且|EE－E0|＞E0*0.75，则给出大型蒸发量与计算可能蒸发量的差值，同时提示该日蒸发量数据可疑，报表制作人员可通过其差值的大小进一步确定实测值的可靠性。

3 蒸发量的分级计算法

根据蒸发与气温、相对湿度、风速、日照等的密切关系，研究人员在实践中总结出很多经验公式，其中一个以相对湿度为主要判断依据计算蒸发量的经验公式［2］，算法简单，推广性也比较强。

式中：E、U、T、V分别为计算的可能蒸发量、湿度、温度、风速的平均值；S为日照时数。公式运用时需考虑式中各项因素的互相影响。

由于南北气候差异大，根据林甸的气候特点按月对公式（2）作了修改，以7月份为例，公式修改为如下形式：

利用此式，对林甸站04－07年4 a中7月份的日蒸发量资料进行了验算，结果蒸发量相对误差<20%的情况达到75%，说明此经验公式有一定的利用价值。按新会站的分级原则［2］，对公式（3）进一步作了修改，再次进行验算，相对误差<20%的情况达到了90%，同时利用此分级公式计算了大雨和阴雨天气可能的蒸发量，结果和实测值相差较大。由于大雨和阴雨天受客观限制以及人为因素影响，实测蒸发量的误差较大。因此，此分级公式可以作为7月份蒸发疑问数据判断的一个参考依据。分级处理见表1和表2：

表1 T/15项的分级处理方法

表2 V/8项的分级处理方法

按气温和日照的取值范围从表1中选出对应的气温项，按湿度的取值范围从表2中选出风速项，代入（3）式，即是该取值范围用于计算可能蒸发量的经验公式。对于其它各月用同样的方法也可求得分级经验公式。

4 回归方程法

利用和蒸发量密切相关的气象要素建立回归方程，如气温、湿度、风速、日照、地面温度（最高、最低）、云量、能见度等。本文选气温、湿度、风速、日照作为因子，对04-07年7月的日蒸发量资料作了相关分析和回归分析，样本容量为124，通过计算机求得复相关系数为0.87，回归方程如下：

式中：Y、X1、X2、X3、X4分别为蒸发量估计值、温度、湿度、风速、日照因子，此方程的绝对误差为0.75，相对误差为15.7%。利用此方程作为7月份蒸发量可疑数据的判据是有意义的。同样可以求出其它各个月份的回归方程。

5 彭曼公式计算法

计算蒸发量的方法有多种，彭曼法[3]是运用最广的一种，其计算精度也比较高，相对误差大约为3～15%，计算结果可作为蒸发量缺测时的代用数据和疑问数据的判据，但用此法计算蒸发量需要的已知量多，过程比较复杂，其一般形式是：

式中：E0为日蒸发量，单位为mm/d；H0为辐射平衡，即：H0＝H/L（6）

式中：L为蒸发潜热，是一个常数；H为下垫面接收的短波辐射与地面长波有效辐射之差，即H＝Q－Rb；Q为地面接收的太阳总辐射，可按下式估算：

式中：Q0为晴天辐射；A、B为经验系数；n/N为日照百分率。

Rb为地面有效辐射，用下式计算：式中：σ为斯捷特-波尔兹曼常数；Ta为平均气温；ed为Ta时的实际水汽压。

式（5）中的Ea可用下式计算：

式中：ea为Ta时的饱和水汽压；u为百叶箱高度的平均风速，将10 m风标高度风速换算成百叶箱高度，公式为：

式中：u10为10 m高风速；z0为地面粗糙度；z0一般取15～30 cm。式（5）中的△＝dE/dt，为饱和水汽压E-温度t曲线的斜率，可按气象常用表提供的公式计算。式（5）中的r值取0.486 mm/℃。

6 小结

以上几种方法在用作蒸发量疑问数据的判据时，各有特点及局限性。测报业务软件法，也可称为质量输送法，它把空气中水汽的流动程度和风速联系起来，形象地说明了蒸发的动态过程。但此判别方法审核有局限性，需蒸发量的实测值和计算可能的蒸发量都≥2.5（小型）或≥2.0 mm（大型），对于不满足这个条件的数据，系统就不会提示，报表制作人员应注意。蒸发量的分级算法，兼顾了湿、温、风、日照4个影响蒸发量的主要因子，但它只是一个经验公式，应用时台站先要根据当地的气候特点，按季或按月对历年的资料作出分析和统计，找到不同时段的粗略公式，然后再根据某一季或某一月的历史资料进行进一步分析和统计，慢慢地调整分级系数，求出合理的分级公式。分析的资料越长，分级越细，考虑的情况越多，经验公式的有效综合性（以相对误差≤20%为尺度）越强，在应用此分段函数计算时，算出的估计量也更准确一些。回归法求的是事物的一般规律性，对特殊情况考虑不足，因此在特殊天气情况下只可作为一方面的参考依据。彭曼法是一种最典型的蒸发量计算法，但求解过程复杂，关键要求出地面接收的太阳总辐射，对于非辐射站的地点，其辐射值可用最近的辐射站值近似代替或内插求得。通过以上分析，报表制作人员在对蒸发量数据有疑问时，应通过几种不同的方法进行计算比较，再作取舍，可最大限度减少审核中的失误。

[1]李黄.自动气象站实用手册[M].北京:气象出版社, 2007:408.

[2]简健和.蒸发量的分级计算方法.广东气象[J].2006,（4）：175-176.

[3]张敏,宛公展.用不同气象要素估算蒸发力的模式研究[J].气象,1995，（2）:36-40.

1002－252X（2012）03－0035－02

2012－6－1

王飞（1982-），女，黑龙江省林甸县人，哈尔滨工程大学，本科生，工程师.