作物蒸发蒸腾量计算公式

作物蒸发蒸腾量计算公式

一、采用彭曼—蒙蒂斯（Penman—Monteith）法计算参考作物蒸发蒸腾量(ET0)

1、彭曼—蒙蒂斯（Penman—Monteith)公式

彭曼-蒙蒂斯（Penman—Monteith）公式是联合国粮农组织(FAO,1998）提出的最新修正彭曼公式，并已被广泛应用且已证实具有较高精度及可使用性.P-M公式对参考作物的蒸发蒸腾量定义如下：参考作物的蒸发蒸腾量为一种假想的参考作物冠层的蒸发蒸腾速率，假想作物的高度为0。12m，固定的叶面阻力为70s/m，反射率为0。23,非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量.

Penman——Monteith公式：

)34.01()(273900)(408.0220UeeUTGRETdan （1）

式中 0ET—-参考作物蒸发蒸腾量，mm/d;

——温度~饱和水汽压关系曲线在T处的切线斜率，kPa∙℃—1；

2)3.237(4098Tea (2)

T-—平均气温,℃

ea——饱和水汽压,kpa；

3.23727.17exp611.0TTae （3）

Rn--净辐射,MJ/（m2·d);

nlnsnRRR （4）

Rns--净短波辐射，MJ/（m2·d）；

Rnl—-净长波辐射，MJ/（m2·d）；

ansRNnR)/5.025.0(77.0 （5)

n—-实际日照时数，h;

N——最大可能日照时数，h；

WsN64.7 （6） Ws——日照时数角，rad；

)tantanarccos(sW （7）

ψ-—地理纬度,rad；

δ——日倾角,rad;

)39.10172.0sin(409.0J （8)

・６６・　四川水利　２００８．Ｎｏ．３　

用神经网络计算技术从有限气候资料估算　实际蒸发蒸腾量　

王利　（四川省水利科学研究院，成都，６１００７２）　

【摘要】本文在用有限的气候资料估算实际作物蒸发蒸腾量（ＥＴ）时，检验到人工神经网络（ＡＮＮ）的潜力。研究　采用ＲＢＦ（径向基函数）人工神经网络计算水稻日蒸发蒸腾量。六个ＲＢＦ网络，每个均根据气候的变化采用不同的输入　值，进行网络训练和测试。该模型估算结果与蒸渗仪测量结果比较，清楚显示了ＡＮＮ方法的成熟程度。本文提出了采　用人工神经网络方法用空气温度计算作物蒸发蒸腾量，然而本研究利用的仅是一段有限时间内的单一作物数据。因此，　本理论在更多种类作物及天气条件下的应用研究，有待进一步加强。　【关键词】计算蒸发蒸腾量作物神经网络气候资料　１人工神经网络综述　人工神经网络是按一种十分简化的方式来模拟　人类大脑和神经系统的结构及功能，它被抽象描述　为依靠大量平行的相互联接的简单神经元构成的一　个整体系统。网络拓扑结构由连接组织联系在一些　层中的—套节点（神经元）组成，一层中的每个节点　接受和处理上一层输入的权重，并通过节点将输出　结果传输给下层网络。根据传输函数，一个节点输　入的权重总数被转换为一种输出。每个节点分配一　个权重，也就是联接强度的数字化评估值。人工神　经网络基本结构通常包括三层：（１）输入层。给网络　输＾数据；（２）隐藏层。处理数据；（３）输出层。生产　特定输入的结果。这种类型的网络，数据朝着一个　方向流，称之为前馈网络。利用已知的输入、输出优　化神经元问的权重，或对网络给出权重以有序的方　式来优化神经元问的权重，这个过程称为网络训练。　训练期间，相互联接强度是利用误差收敛技术来调　整的，因此由一种已知的模式产生出所期望的输出　结果。　２模型发展　２．１选择输入和输出　开发任何人工神经网络ＡＮＮ模型，主要任务　是识别输入到网络的矢量（依赖的变量），以便产　生输出。一种成熟的作物蒸发蒸腾量估算技术清　楚地揭示：ＥＴ值主要依赖于气候变量，诸如温度、　湿度、太阳辐射和风速。因而，研究中应考虑的天　气参数有空气温度、相对湿度、日照时间和风速。　网络输出的是每日的ＥＴ值。　本研究检验了输入到模型的这些参数的各种　组合，以便评价对每个变量的依赖程度。考虑的　组合有：（１）平均温度、相对湿度、风速和日照时　间（简称ＡＮＮ（ＥＴ１））；（２）平均温度、风速和相对　湿度（简称ＡＮＮ（ＥＴ２））；（３）平均温度（简称　ＡＮＮ（ＥＴ３））。在已有的ＥＴ估算方法中，已制定　出这些参数的相关性对这三种参数组合进行选　择。ＦＡＯ组织认为在缺少测量值时，可用彭一曼　公式估算ＥＴ。该方法考虑了几乎所有对ＥＴ有影　响的参数。设置ＡＮＮ（ＥＴ１）组合输入变量，设置　ＡＮＮ（ＥＴ２）组合类似于径向基方法输入变量，即　利用空气温度和相对湿度估算ＥＴ值。在ＡＮＮ　（ＥＴ２）模型中，这种输入结构代表一种例外，即给　节点加上风速值以评估对流对ＥＴ的影响。ＡＮＮ　（ＥＴ３）输入结构则代表以温度为基础的方法，即　把ＥＴ与空气温度联系起来。　２．２数据库　本研究中的气候资料及实际的ＥＴ测量值，来自　于Ｋｅｒａｌａ农业大学印度（Ｔａｖａｎｕｒ）农业研究农场，水　稻的实际蒸发蒸腾量来自于该农场的一个蒸渗仪，　气候资料来自于该农场的农业气象站（北纬１０。５３　３０”、东经７６。），该气象站１

蒸发量的计算

蒸发量用重量M(Kg）来标度

供热量Q（J）由温升热与气化潜热两部分组成。

1.温升热量Q1（J）：

温升热与蒸发介质的热容和蒸发介质的温升成正比，即：

Q=C×M×ΔT；ΔT=T2-T1 热容C：J/Kg.℃

这是个非常简单的公式，用于计算温升热量，液体的饱和压力随温度的提高而上升至液体表面上方压力时开始蒸发。

2.蒸发潜热Q2（J）为：

Q2=M×ΔH

ΔH：液体的蒸发焓（汽化热）J/Kg

3.总供热量Q=Q1+Q2

蒸发的速度主要决定于蒸发物体表面空气的水蒸气饱和度。饱和度越低则蒸发速度越快。饱和度达到100％时则停止蒸发。

风可将蒸发物表面饱和度较高的空气吹走，换为饱和度较低的空气，所以提高蒸发速度。

温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低、蒸发量越大。

风速大时蒸发量也大

如何计算循环水的蒸发量

E=RR*Delta T*( 循环水系统的循环水量

delta T温差

( 参数，可以根据季节在到之间选。

水的蒸发过程是一个动态过程：一方面，水表面处的水分子由于热运动，会飞离水面，而水面上方水蒸气中的水分子，也要飞回水面。

如果飞出去的水分子数大于飞回来的水分子数，宏观上表现为水在蒸发，如果单位时间内飞出去的水分子数小于飞回来的水分子数，宏观上表现为水蒸气在液化。

单位时间内飞回来的水分子数量决定于水面上方水蒸汽的压强--蒸汽压。蒸汽压越大，单位时间内飞回来的水分子数越多。

水蒸气的饱和度越大，蒸汽压就越大，所以，水就越不容易蒸发。

蒸发量计算公式

1 蒸发量计算公式

蒸发量（Evaporation）是指大气当中蒸发到陆地和海洋表面的水分量。它受到气温、湿度、风速、地表特征以及日照时数等多种因素的影响，蒸发量公式可用来表示这些因素之间的相互作用。蒸发量的计算公式如下：

Evaporation= Ea×e ×s ×h× c

其中：Ea是气温的影响系数，e= ea×RH， RH是湿度的影响系数，

s是日照时数的影响系数，h是风速的影响系数，c是地表特征的影响系数。

2 蒸发量的影响因素

气温：气温越高，蒸发量越大。非常高的温度可以令地表湿度含量大幅下降，进而导致大量水蒸发，温度越低，蒸发量越低。

湿度：湿度主要是取决于空气中的潮气，当空气中潮气多时，空气容易吸收水分，这样气温即使比较高，也会减少蒸发量。反之，湿度越低，蒸发量越大。

风速：风速越大，蒸发量越大。这是因为风速越大，空气中流动性越强，能够较快地将水份从地表带走，从而提高蒸发量。 日照时数：日照时数越多，能够将水份蒸发的量也就越多。晴天可以使地表蒸发更多，而多云或雨天可以减少地表蒸发量。

地表特征：地表特征也会影响蒸发量，如不同的地表反射率和透过率，和地表吸收的热量的大小都会对蒸发量产生影响。

3 应用

蒸发量的计算公式可以帮助了解不同的环境参数对水蒸发的影响，从而针对不同的环境条件制定合理的灌溉方案，提高农作物的生长。此外，这个公式还可以用来研究区域的水分循环情况和水分平衡，为水资源调查和水资源管理提供理论支持。