基于称重式蒸渗仪实测日值评价16种参考作物蒸散量(ET0)模型

摘要：

参考作物蒸散量(ET0)的准确估算是作物需水量及区域农业水分供需计算的关键,尽管已提出大量方法,但缺乏基于实测值的严格检验.本文利用北京小汤山2012年称重式蒸渗仪实测日值,检验16个ET0模型,包括5个综合法、6个辐射法、5个温度法模型.依据均方根误差RMSE值,各模型估算效果的排序为FAO79 Penman=1963 Peman>1996 Kimberly Penman>FAO24 Penman>FAO56 Penman-Monteith(PM)>Turc>FAO24 Blaney-Criddle(BC)>DeBruin-Keijman>Jensen-Haise>Priestley-Taylor(PT)>FAO24 Radiation>Hargreaves>Makkink>Hamon>Mcloud>Blaney-Criddle(BC).总体而言,综合法表现最好,其RMSE在1.33~1.47mm?d-1,以FAO79 Penman和1963 Penman为最好;辐射法次之,其RMSE在1.48~1.77mm?d-1,以Turc最好;温度法检验效果最差,其RMSE在1.50~2.68mm?d-1,以FAO24 BC为最好.FAO79 Penman和1963 Penman比最好的辐射法和温度法模型的精度分别高10%和13%.综合法、辐射法模型普适性好于温度法的原因在于其均含有影响ET0的关键因子——辐射或饱和水汽压差VPD.所有模型均具有低蒸发条件下高估、高蒸发条件下低估的阈值特点,综合法及辐射法平均低估0.14mm?d-1和0.33mm?d-1,而温度法平均高估0.52mm?d-1.前两类方法ET0阈值相对较低,更适于低蒸发力条件,而温度法较适于高蒸发力条件.所有综合法、辐射法模型及温度法的Hargreaves和FAO24 BC法估算值与实测值变化趋势一致,说明模型结构合理,可通过参数校正提高精度;但对于与实测值趋势不吻合的温度法,模型结构尚需优化.VPD和最大湿度RHx是影响综合法、辐射法估算偏差的两大主要因子,其中VPD对低估类模型偏差影响最大,且偏差随着VPD增加而增大;而RHx对高估类综合法模型(1963 Penman、FAO79 Penman)偏差影响最大,且偏差随RHx增加而减小.校正后的PT(1.38)、Makkink(0.83)、Turc(0.014)及Hamon(1.248)系数大于原系数,而Hargreaves(0.0019)和BC(0.192)校正系数低于原系数.此外,PT与Hamon的系数利用最小相对湿度、Turc和Makkink系数利用VPD、Hargreaves和BC系数利用辐射或日照时数能得到最佳估算.FAO56 PM表现不佳(RMSE=1.47mm?d-1)的原因与站点气候干燥程度、较低的空气动力项权重有关.后人对原始Penman式的诸多修正并没有显著改善精度,因此建议在类似气候条件地区继续使用老版本Penman式.同时,对FAO56 PM的进一步检验将有助于回答"FAO56 PM是否真正比其它综合法具有优势,在何种气候下表现好,在高蒸发条件下低估是否为普遍现象"等科学问题.

关键词：Penman-Monteith、Priestley-Taylor、Turc、Hargreaves、Makkink、Blaney-Criddle、FAO24radiation

所属期刊栏目：38

分类号：S27;TV1

资助基金：国家自然科学基金项目41371065

在线出版日期：2017-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：278-291