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                    利用蒸渗仪对实际蒸散量和降水量进行测量

                    撰稿人: 日期:2019-3-4 点击次数:1824

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                    蒸渗技术应用 No. 0119
                    利用蒸渗仪对实际蒸散量和降水量进行测量
                    利用蒸渗仪对实际蒸散量和降水量进行测量并与涡度相关和雨量计进行比较

                    对降雨量(P)和实际蒸散量(ETa)的精确估计可以更好地了解土地和大气之间的水和能量交换过程。常见的降水以及蒸散量测量方法根据设备位置和气候条件表现出系统的和随机的误差,精确估计降水和实际蒸散量仍然是一个挑战,所以改进降水和蒸散量测量方法和校正技术以及处理模型仿真校准和验证过程中的不确定度是必不可少的。德国Julich研究中心农业圈研究所(IBG-3)的Gebler等人利用蒸渗仪对降水和实际蒸散量的测量方法和校正技术进行比较并分析其误差来源。

                    在德国西部Eifel地区的Rollesbroich站点Gebler等人分别比较了六组利用蒸渗仪测得的实际蒸散发测量值(LYS)与利用涡流协方差法(EC)以及利用全形式彭曼公式方程(ETPM)计算获得的蒸散量估计值之间的差异。分别对这两种方法计算出的2012年的ETa估计值进行评估,结果显示两者估计值与实际测量值吻合良好,累计相差3.8% (19 mm)。两种估计方法在夏季的一致性最高,相对差异最小(< 8%),ETa与ETPM相近,说明ET受能量限制,而不受水可用性的限制。蒸渗仪与涡流协方差的ETa差异主要与收获引起的草高差异和EC足迹有关。(图中为研究站点布置的蒸渗仪)

                    三种方法测定的日蒸发散的差异
                    结合Peters等人提出的高精度蒸渗仪的滤波算法,可以利用蒸渗仪数据来估计降水量。Gebler等人研究发现利用蒸渗仪数据估计的全年降水量与标准雨量计记录的降水量有显著差异。2012年全年,蒸渗仪记录的降水量比翻斗标准雨量计记录的降水量高出16%。在用Richter提出的方法修正了翻斗标准雨量计测量数据后,这一数字减少到3%。
                    在现场摄像机的帮助下,对蒸渗仪的降水量测量结果进行了更详细的分析。发现,蒸渗仪记录的降水量比翻斗标准雨量计多,部分原因是由于白霜和露水的影响,这可以解释两种方法测量差异的 17%;此外,雾和小雨可以解释了5.5%的总差异;雪和雨夹雪的情况可以解释总降水量差异的7.9%,在降雪过程中,翻斗装置严重低估了降水量;此外没有没有明显降雪的积雪覆盖的差异可以解释总降水量差异的36%,在这种情况下,雪桥和雪堆似乎可以解释蒸渗仪对降水量的严重高估。另有降水差异(约33%)尚未有明确解释,且与风速关系不明显。
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                    来源: Gebler S et al. Actual evapotranspiration and precipitation measured by lysimeters a comparison with eddy covariance and tipping bucket. Hydrology and Earth System Sciences, 2015.
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                    消除积雪覆盖对蒸渗系统的影响,请参阅澳作《SoilScope 蒸渗观测模拟试验系统》,了解更多控制型蒸渗技术的功能和应用。

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