水保所刘文兆研究员团队在广义互补蒸散模型参数内涵分析方面取得新进展

来源:长武站 责任编辑:姬洪飞 时间:2021-03-03

  近日,水土保持研究所刘文兆研究员团队在Agricultural and Forest Meteorology(学校双一流B刊,中科院1区及TOP期刊)在线发表了题为“Connotation analysis of parameters in the generalized nonlinear advection aridity model”的研究论文,水保所在读博士生周海香为第一作者,刘文兆研究员为通讯作者,资环学院李志教授为合作者。

  地表蒸散,也称为蒸散发,或者笼统地称为蒸发,是联接水量平衡与能量平衡的纽带,也是水资源消耗的主要形式。2015年美国工程院W. Brutsaert院士基于四个具有物理意义的边界条件,在蒸散估算的平流干旱(AA)模型的基础上提出了更具普遍意义的广义非线性平流干旱(GNAA)模型,把互补蒸散理论研究向前推进了一大步。GNAA模型包括只有一个参数αe-0的基础式与有两个参数αe-c和c的扩展式,其中αe-0和α e-c与著名的Priestley-Taylor公式参数α的位置相当。 GNAA基础式在得到广泛应用的同时,人们发现参数α e-0在不少情况下取值小于1,这与学界普遍接受的Priestley-Taylor参数α需要大于1的认识相悖。藉由黄土高原10个流域长时间序列年尺度水量平衡数据,本项研究发现参数α e-0和αe-c在体现Priestley-Taylor参数α意义的同时,也受到包括干燥指数(Epa/P)在内的多因素的影响,其中以干燥指数的影响最为突出。干燥指数对参数α的影响在GNAA基础式中表现较强,而在扩展式中表现较弱,其结果是基础式中αe-0多有小于1的情况出现,成为Priestley-Taylor参数α的弱的模拟量;而扩展式中由于参数c 的参与,αe-c一般大于1,其在黄土高原的均值为1.08,与Priestley-Taylor参数α的取值水平相当。通过对扩展式中参数c的优化调节,可实现xmin大于0(在y=0时)的边界要求。在地表实际蒸散的估算方面,GNAA基础式结合参数αe-0的经验函数得到的结果精度较高,与此同时论文给出了黄土高原αe-0的等值线分布图。 GNAA基础式和扩展式相结合可以较好地估算地表蒸散,说明参数αe-0和αe-c的取值特征,解释实际蒸散、表观潜在蒸散和潜在蒸散之间的相互关系。

 

  本项研究得到国家自然科学基金项目(41971049)和国家重点研发计划课题(2016YFC0501602)的支持。

  原文链接:https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2021.108343 

  编辑:薛瑶芹

  终审:韩锁昌

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