七星关区近50年蒸发皿蒸发量变化趋势研究分析

苏娅 谯勋 周庶 姚浪 聂祥 蔡曦

摘 要：蒸发是地表能量平衡的重要组成部分，也是流域水循环和能量循环的要害环节，对于小气候和区域气候起着决定性的作用，也是大气中水汽的来源和水循环的重要组成部分。本文重点聚焦蒸发量变化趋势及其影响因素。

关键词：蒸发量;变化趋势;影响因子

1 引言

蒸发是流域水循环和能量循环的要害环节。蒸发量的变化趋势在水文循环过程对气候变化响应研究中的指示意义已为很多水文学家认知，并成为当今水文科学领域的热点问题。目前，许多研究都发现蒸发量在全球 尤其是北半球存在明显减少趋势 ，这一事实与全球变暖可能导致蒸发潜力增加的猜测相矛盾，即蒸发悖反现象（pan evaporation paradox） ，由此引发了更多关于蒸发量变化趋势及其原因分析和蒸发量与实际蒸散发的关系研究 。本文使用七星关区站点资料，采用气候倾向率、显著性检验与相关分析来研究分析。

2 蒸发量变化趋势

2.1 蒸发量时间变化特征

七星关区2001年之前采用小型蒸发皿进行观测，2001年后采用大型蒸发池替代了小型蒸发皿，本文主要采用小型蒸发量（简称蒸发量）进行研究。由图1知，蒸发量总体呈先减小后平稳的趋势，趋势变化率为-4.1209mm/10a，通过了0.01显著性检验，变化显著。1954-1986年蒸发量呈减小趋势，最小值出现在1986年，为838.4mm，最大值出现在1963年，为1226.1mm;之后蒸发量趋势较平稳;近50年蒸发量数值在800-1300mm之间，平均值为1349.4mm。

2.2 蒸发量四季变化特征

由图2知，七星关区四季分明，春秋季节蒸发量呈先减小后增大趋势，夏冬季节蒸发量呈减小趋势，趋势线变化率都为负值，春夏季节蒸发量通过了显著性检验，即春夏季节蒸发量显著变化，秋冬季节蒸发量趋势无明显变化。

3 影响蒸发量变化的气候因子

七星关区地处乌蒙腹地，位于贵州省西北部，年均气温12.8℃，光照条件较差，降雨日数较多，相对湿度较大，季节性显著。对于影响蒸发量的众多因子，选取其中四个气象因子（平均地温、相对湿度、平均风速、日照时数）作为主要分析内容，结合3，变化特征如下：

3.1 地温

地温呈缓慢减小趋势（图3a），未通过显著性检验，无显著变化。1976年地温最低，为14.6℃，1963年地温最高，为17℃，1954-2001年平均地温为15.7℃。近50年平均地温一直在平均值上下波动，较为平稳。

3.2 相对湿度

相对湿度呈上升趋势（图3b），未通过显著性检测验证，无显著性变化。年平均相对湿度在79-85%之间，1954-2001年平均相对湿度为81.9%，气候湿润。

3.3 风速

风速呈先减小后平稳趋势（图3c），通过了0.01的显著性检验，变化显著。1954-1974年左右呈减小趋势，之后变化趋势平稳;1997年的平均風速最小，为0.5m/s，1954年平均风速最大，为1.6m/s，1954-2001年平均风速为0.91m/s。

3.4 日照时数

日照时数呈先减小后平稳趋势（图3d），通过了0.01的显著性检验，变化显著。1954-1987年左右呈减小趋势，之后变化趋势平稳;1986年平均日照时数最少，为958.4h，1963年平均日照时数最多，为1640h;1954-2001年平均日照时数为1281.3h。

4 蒸发量变化原因分析

4.1 蒸发量与气象因子相关性

为进一步统计分析气象因子对蒸发量的影响，图4给出七星关区年蒸发量与各气象因子的散点图，表1为蒸发量与各气象因子的相关性系数。

4.1.1 地温

蒸发量与地温为显著正相关（图4a），相关性系数通过了0.01的显著性检验（表1）。地温升高，

蒸发量增大。温度值最高的年份与蒸发量最大的年份相同，温度最低的年份与蒸发量最少的年份不相吻合，这表明了平均地温和蒸发量的正相关性受到了一定因素限制。

4.1.2 相对湿度

蒸发量和地温显著负相关（图4b），相关性系数通过了0.01的显著性检验（表1），两者负相关性显著。相对湿度增大，蒸发量减小。相对湿度值最小的年份和蒸发量最大的年份相同，相对湿度值最大的年份和蒸发量最小的年份不同，这表明平均地温和蒸发量的负相关性受到了一定因素限制。

4.1.3 风速

蒸发量和地温为显著的正相关（图4c），相关性系数通过了0.01的显著性检验（表1）。平均风速的增大，蒸发量增大。平均风速最小（最大）年份与蒸发量最少（最大）年份不同。

4.1.4 日照时数

该地区蒸发量和地温为显著的正相关（图4d），相关性系数通过了0.01的显著性检验（表1）。随着日照时数的增多，蒸发量增加。蒸发量和日照时数最低（最高）的年份与蒸发量最少（最多）的年份相吻合。即推测日照时数对蒸发量的影响最大。

4.2 蒸发量与气象因子的多元回归分析

采用1954-2001年数据，选取与蒸发量显著相关的四个因子，建立以蒸发量为因变量，气象要素为自变量的多元线性回归方程：

EVP=1574.885-16.336R+0.316H+67.288W+19.517T

式中的EVP为年蒸发量;T为年平均地温;W为年平均风速;H为年日照时数;R为年平均相对湿度。方程均方根误差值为47.33mm，相关性系数为0.794，通过了0.01的显著性检验，该方程对蒸发量的拟合精度高。利用该方程得出1954-2001年蒸发量计算值与实际值的散点图，实际值与计算值为正相关，散点分布紧密围绕在趋势线的附近，通过了0.01显著性检验，两者相关性显著，拟合精度高。

由于2001年后使用大型蒸发池替代了小型蒸发皿，且回归方呈对蒸发量的拟合精度高，利用回归方呈计算得到了2002- 2018年的小型蒸发量计算值。小型蒸发量计算值与大型蒸发量变化趋势较为一致，相对平稳，均未通过显著性检验，即蒸发量无显著变化;两者相关性系数为0.723，通过了0.01显著性检验，显著相关，即小型蒸发量计算值变化趋势具有代表性。由此看出，近17年蒸发量变化趋势较为平稳。

5 总结

七星关区近50年的蒸发量年际变化呈先减小后平稳趋势。四季蒸发量与年际蒸发量趋势变化率一致;春夏季变化与蒸发量变化相似，较为显著;秋冬季节变化不显著。日照时数和平均风速的年际变化显著，地温和相对湿度变化不明显;四个气象因子与蒸发量显著相关，除相对湿度外，气象因子与蒸发量均呈正相关。本文建立的多元线性回归方程模型拟合精度高;用该方程拟合出2002-2018年小型蒸发量值较为可信。得出近65年七星关区蒸发量变化呈先减小后平稳的趋势。

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基金项目：贵州省青年基金项目，黔气科登【2018】09-01号

作者简介：

苏娅（1995-），女，汉族，籍贯重庆，贵州省毕节市气象局，助理工程师，从事预报预警服务工作。