气象干旱潜在蒸散量的计算方法、使用参数法计算短序列气象观测站气象干旱综合指数的方法.docx

附录A（规经性附录）降水量距平百分率的计算方法降水量距平百分率反映某时段降水It与同期平均状态的儡离程度,按式（A,1）计算:P-PPA=-J=-X100JV（.1）式中：PA某时段降水股距平百分率,用先表示：P某时段降水量，值位为墨米（丽）：P计匏时段同期气候平均降水量，舱位为:至米（ma），按式（A.2）计算.W（a-2）式中：n般取3。，指3011（月或年）：一一计算时段第i日（月或年降水电，单位为亳米（mm）.附录B（规范性附录）相对湿泄度指数的计算方法相对湿润度指数为某段时间的降水M与同时段内潜在然敌峡之差再除以同时段内潜在蒸敢呆得到的指数，按式（BJ）计算；式中：MI某时段相对湿润度：P某时段的降水盘，单位奏米<11m）:PET某时段的潜在热散HIFAOPenman-Mon1.eiIh或ThornthWaite方法计算,单位/米（rr<n）.附录C(规经性附录)气象干旱潜在蒸散量的计算方法C.1滞在IKtUt的计算本标准推荐两种方法计算潜在然放依，即Thornthwaite方法和FAoPenman-NJonteith方法.FAOPenman-Monteith方法计算误差小，但需要的气象要素多.Thornthuaite方法计算相对简单,需要的气象要常少,但有一定的局限性.使用者请根据资料条件选择合适的计算方法.C.2TbornthwaiteThornthwaite方法求算潜在蒸散玳是以月平均温慢为主要依据，并考虑纬度因子<11照长度建立的经验公式，需要输入的因子少，计算方法简单：PET=16.0X(i-/<C.1)式中：PET潜在蒸敢量，此处是指月的潜在蒸散地，单位为亳米每月(mm/Bon)；Ti月的平均气温，单位为摄氏度CC);H年热冰指数：A常数.各月热At指数,由下式汁豫：”,=百严(C.2)年热量指数H为：/=9,=*（"产<C.3）ZI-I5常数A由下式计算:A=6.75XIO77'-7.71XIO52+1.792X10:H+0.49（C.1>当月平均气温TWOC时，月热此指数，=0,潜在然敌依用r=6>mmon).C.3FAOPenaan-Monteith方法C.3.1FAOPenBanTonteith方法介绍FOPenmanUonteith方法是世界粮农组织(FAO)推荐计算潜在凝欣出的方法.这里.定义潜在蒸散量为一种假想参照作物冠层的蒸散速率,假设作勒植株高度为0.12，固定的作物表面阻力为70ms,反射率为0.23,非'荒类似F衣面开阔、诲度一致、生长旺盛、完全遮盖地面而水分充分适宜的绿色草地的蒸放;丸FAOPeruKin-Mo1Heithf修正公式表达如下：408Ar尼-6J+y亭X。.-QPET=(C.5>+f1.+0.34w2)式中：PET潜在然散Sih单位为富米昨天(mud')；&一一地表冷福射，单位为兆焦每米每天(MJm'd')：G-一土填热通量.单位为兆焦每平方米每天(町m?d')；Tman-H平均气讯,第位为摄氏度(C):U2一2米高处风速，单位为米每杪(Ins):饱和水汽压，单位为帕(kPa：J实际水汽压，单位为帕(kPa)；一一饱和水汽压曲规斜率，通位为千帕每排氏度(kPa-'O;/干湿表常数,单位为千帕每摄氏度(kPaX?).C.3.2FAOPganTonteith方法潜在蒸«AiF算步C.3.2.1计算日平均气温(7；M)I1.IjFP0Pen三nMonteith公式中温度资料的非线性分布,某时段的平均气温以该时段的日最高气温、日能低气部计算得来。月、季、年的日最育气混、日最低气温为月、季、年日最海气温、日最低气温的总和除以月、季、年的总11数得到，FAOPenman-Monteith公式中用到的11平均气温(，3)，建议由日最高气温(»“)和日最低气温(<n,n)的平均值计算知到，而不毡当日24小时逐时(或一日4次、8次观测气温的平均(ft.T+TJ=3yEC6)式中：Twm一一口平均气温，单位为摄氏度(C)：7；八11城海气温，单位为摄氏度(C)；Tma日最低气温,单位为摄氏度(C).C.3.2.2计算2米高处风速(U)在计。潜在蒸散时,衢要2米高处测址的风速.其他高度观测到的风速可以根据下式进行订正，Hi=it,<C.7>211.n(67.8z-5.42)式中：“22米诲处的风速，单位为米砥抄（ms'>n:一-:米高处测量的风速，单位为米每秒（ms'）：Z风速计仪器安放的离地面离度，单位为米（m）.C.3.2.3计算平均博和水汽压（e,）饱和水汽压与气温相关，计算公式如下：1727Te0（T）=0.6108×cxp-<C.8）7'+237.3式中：ei,（T）一一气温为7时的饱和水汽压，单位为千帕（kPa）：T空气温度，单位为摄氏度（£）.由于饱和水汽压方程（C8）的非战性，11,旬、月等时间段的平均饱和水汽压应当以该时段的日最庙气淑、日最低气温计算出来的饱和水汽压的平均1来计算：e_%（二N）+%（7iB）（Cg）,一2式中：e,平均饱和水汽压.电位为千帕（kPa）：en（TmJ一一为口鼓高气温7；八时的饱和水汽压，单位为帕（kPa）：。（，/一为日最低气温时的泡和水汽JA胞位为千帕（kPa）.如果用平均气温代替日最高气温和日最低气温会造成偏低估计饱和水汽压e1.的值，相应的饭和水汽压与实际水汽压的差M少.最终的潜在蒸散仪的计算结果也会减少.C.3.2.4计算实际水汽压（Q）实际水汽压e“就是露点温度工*”下的饱和水汽压，单位为千帕（kPa）。实际水汽压计算公式；%=备（J）=060SXeXP二：晶（C.10）式中：e“实际水汽压，单位为千柏（kPa）：T1.itv露点温度,单位为摄氏度（C）：e1（乙“）一一为露点温度Ae下的饱和水汽的位为千帕（kPa）.C.3.2.5计算愎和水汽压曲线斜率（）饱和水汽压与温度的斜率的计算公式:172774O98O.6IO8cxp()(C.11)A7+2,37.3(7+237.3)2式中：一一在气温为T时的饱和水汽压斜率，单位为帕姆摄氏度(kPaC');T一一空气温度，雉位为接氏度(C),C.3.2.6计算士集编JM<G)运用复杂模式可以计算土壤热通量.相对于冷幅射RC来说.士地热通JAG是很小的fit特别是当地表被植被滑盖、计算时间尺度是24小时或更长时，当计算较长的时间尺度时，下面的简化公式可以用来计算土塘热通法:G二式中：G一-土塘热通吊：，单位为兆焦每平方米旬天(MJ.jday,>sCf土堆热容依，单位为兆焦每立方米每度(MJ'C')：i晡刻i时的空气温度，维位为摄氏度<r)：ii时刻i-时的空气阻度，单位为摄氏度<r)：AI-时间步长.单位为天(day)：z为有效士耀深度.单位为米(11>).士壤热容量与土堰如成成分和水分含量有关.一天至十天的时间尺慢，斟考隼地的土壤热容业相当小，可以忽略不计;GNo(C.13)月时间尺度,转改在适当的土塔深度、土塘热容城为常数2.1MJm'C时，由方程(C1.4)可以用来估算月土地热通JftG:G=GVz=吟(iw11,一，M1.IbX)=OJ-(皿_。CM)JOJ式中：ZEW第"1时的平均气温，单位为摄氏度(C):Aewt一一上月平均气温单位为摄氏度(X?)：C.3.2.7计算干衰常数(/)干湿表常数y由下式计算得到：(C.15)=0.665X10'P式中:Y一一干湿表常数，单位为千柏埒摄氏度kPaC'；一一蒸发潜热，2.，15兆焦每克(JUk8,);J空气定压比热，1.013X】。'兆侔每千克每摄氏度(MJkg"O:£一一水与空气的分子度之比，取0.622：z当地的海拔拓度,单.位为米(m)：P一大气压.胞位为千帕(kPa).无观测值时.可由公式(C.16)计驾。Eo""(C.16)I293)C.3.2.8计算JHi射(/?.,)净辎射凡是收入的短波净辐射aU和支出的长波净辐射R2之差：R,a<ci7>式中：Ru一一净辎射，单位为兆您年平方米每天<MJm-day,);R1.U一太阳净幅射或短波净辐射,单位为兆烬每平方米每天(MJ.,):R1.t1.一一长波净辎射，单位为兆焦好平方米每天<MJmay1.>.计算地衰净辐射的步如下：第一步计*i"外射(R1).不同纬度一年中每日的地球外辐射R1.I可以由太阳常数、太阳磁偏角和这一天在一年中位置来fAih04×6()Ra-Gdr,sin(f7)sin()+cos>)cos()sin(<u1.)(C.18)11式中:R11一一地球外相射，单位为兆焦每平方米每天(MJmiday'：GK一一太阳常数,取值0.0820兆供每平方米每分钟(MJtnmin')：dr反转日地平均用离，出方程(C.19)计算；,日落时加，单位为孤度(rad，由方程<C.21>和(C.22)计尊：玮慢，单位为孤度(rad)；S太阳磁偏角,单位为弧度(rad),由方程(C.20)计算.日地平均距窗4和太阳磁偏角6由下式汁分：(1.r=I+0.033CoS巨7)(C.19)3652=0.408sin(一J-1.39)(C.20)365式中：J日序，取值范附为1到365或366,1月1日取日序为1日落时角叫由下式计算:t=arccos-tan()tan()<C.21)如果在所使用的计算机沿言中没有反余弦函数，日落时角叱也可以用反正切函数计算:K.r-tan(p)tiin(<)1“介八W,=-arctan1<c-22>式中：X=1.-tan()2tan(J)f(C.23)如果X0,X=O1(XXX)1.第二步计算可日惠时数(N),由下式计制：74N=一<,(C.24)r式中：N可11照时角：牝一一为方程(C,2I>或(C.22)计算的日落时痢.第三步计算太阳射(Ri)t如果没有太阳辐射R,的观测侪.可以由太阳相射与地球外辐射和相对日照的关系公式求得:Rt(at+-(C.25)N式中：R,太阳幅射或短波辐射,单位为兆焦每平方米每天(Nj三May')：w-实际H照时数,单位为小时(hour)：N一一最大可能日照时数，单位为小时(hour)：n/N一一相对11照：Ru一一地球外辎射，单位为兆焦好平方米i天<MJm1<tay')；a,一一表示阴天(=0)时到达地域我面的地球外辐射的透过系数：凡十一暗天(=N)时到达地球表面的地球外相射透过率.%和”的大气状况湿度、尘埃)和太阳磁偏角纬度和月份)而变化。当没有实际的太阳辐射资料和经验参数UJ以利用时，推荐使用a,=025,¼=0.50.第四步计算太阳净射或短波净制射(RIU)地表短波净