蒸发量计算器
根据气象数据计算潜在蒸散量(PET)和灌溉需求。支持Penman-Monteith、Thornthwaite、Blaney-Criddle和辐射法等多种计算方法。分析水分亏缺并确定最优灌溉策略。
Input Parameters
No results to display. Please perform a calculation first.
关于蒸发量计算器
什么是潜在蒸散量(PET)?
潜在蒸散量(PET)是指在不缺乏水分的条件下,从土壤蒸发和植物蒸腾的最大水量。它取决于温度、湿度、风速和太阳辐射等气象因素。PET是农业、水文学和环境管理的关键参数。
蒸发的关键成分
- 蒸发:从土壤和水面直接向大气散失的水分
- 蒸腾:通过植物叶片和茎向大气散失的水分
- 蒸散:蒸发和蒸腾散失的水分总和
- 潜在蒸散量(PET):在给定条件下最大可能的蒸散量
- 实际蒸散量(AET):考虑水分有效性的实际水分散失
为什么PET很重要
理解PET对灌溉规划、作物需水计算、水资源管理和气候影响评估至关重要。它帮助确定维持最优植物生长和健康所需的水量。
如何使用此计算器
此计算器帮助您根据当地气象数据估算潜在蒸散量和灌溉需求。按照以下步骤获得准确的结果。
分步说明
- 输入标准高度(通常离地2米)处的空气温度
- 输入测量期间观察到的相对湿度百分比
- 提供标准测量高度(通常2米)处的风速
- 输入太阳辐射值,或使用该地区的典型值
- 指定您所在位置的纬度和海拔以进行准确计算
- 选择月份以考虑白天长度的季节变化
- 选择计算方法:Penman-Monteith(完整数据最精准)、Thornthwaite(仅需温度)、Blaney-Criddle(需温度和风速)或辐射法(主要使用太阳辐射)
- 点击计算以生成结果
- 查看日、月和年蒸散量值
- 将结果导出为CSV以供进一步分析或记录保存
蒸发量计算的应用
蒸发量计算在许多领域和应用中至关重要。理解PET帮助专业人士做出关于水管理和资源配置的明智决策。
农业灌溉规划
计算作物精确的灌溉需求,优化水的利用效率并降低成本,同时保持产量。帮助确定灌溉时间和水分应用速率。
例: 作物需水计算, 灌溉制度制定, 节水灌溉设计
水文学研究
估算河流流域、小流域和含水层的水分有效性和径流。对水分平衡计算和地下水可持续管理至关重要。
例: 流域分析, 地下水补给评估, 水资源可利用性评估
环境和气候监测
跟踪蒸发模式的变化以评估气候影响和干旱条件。监测生态系统的水分胁迫并规划保护策略。
例: 干旱监测, 气候影响评估, 生态系统水分胁迫分析
景观和草坪管理
为高尔夫球场、公园和花园设计高效的灌溉系统。计算维持健康植被所需的水量,同时最小化浪费。
例: 高尔夫球场灌溉, 公园景观设计, 花园供水规划
水利工程
基于准确的蒸发估算规划供水系统和水库。考虑蒸发损失设计大坝和供水系统。
例: 水库设计, 供水规划, 输配系统效率
土壤和水资源保护
制定策略以最小化水分损失并维持土壤含水量。根据当地蒸发模式和水分有效性设计保护措施。
例: 覆盖物策略, 防风林设计, 水土保持规划
计算公式
不同的方法根据可用的气象数据计算PET。每种方法的精度和数据要求不同。
Penman-Monteith法(FAO-56)
ET₀ = [0.408 × Δ × (Rₙ - G) + γ × (Cn/(T+273)) × u₂ × (eₛ - ea)] / [Δ + γ(1 + Cd × u₂)]
其中 ET₀ = 参考蒸散量(mm/day), Δ = 饱和水汽压曲线斜率, Rₙ = 净辐射, G = 土壤热通量, γ = 干湿球温度计常数, u₂ = 2m处风速, eₛ = 饱和水汽压, ea = 实际水汽压, T = 平均温度
Thornthwaite法
PET = 16 × (10T/I)^a × (N/12) × (Nd/30)
其中 PET = 潜在蒸散量, T = 月平均气温, I = 年热指数, a = 经验系数, N = 月份天数, Nd = 平均白昼长度
Blaney-Criddle法
ET = KT × p × (0.46 × T + 8.13)
其中 ET = 蒸散量(mm/day), KT = 作物系数, T = 平均日温(°C), p = 年平均日照时数百分比
辐射法
ET₀ = 0.408 × Δ × Rₙ / (Δ + γ)
其中 ET₀ = 参考蒸散量, Δ = 饱和水汽压曲线斜率, Rₙ = 净辐射(MJ/m²/day), γ = 干湿球温度计常数
影响蒸发的因素
多个气象和环保因素影响蒸发速率。理解这些因素有助于更好的水资源管理和预测。
- 温度:温度越高,分子运动越快,蒸发速率显著增加
- 湿度:相对湿度越低,空气可以容纳更多水分,蒸发势越高
- 风速:风速越快,越能吹走饱和空气层,增加蒸发
- 太阳辐射:更多太阳能为蒸发提供能量并加热水体
- 大气压力:压力越低,水汽分子逃逸越容易,蒸发速率越高
- 水分有效性:土壤含水量和水面条件限制实际蒸发
- 植被类型:不同植物由于叶面积和结构不同,蒸腾速率不同
- 土壤性质:土壤质地、有机物和颜色影响地表蒸发和热吸收
常见问题
Q: PET和AET有什么区别?
A: PET(潜在蒸散量)是理想条件下最大可能的水分散失,而AET(实际蒸散量)是考虑实际水分有效性的真实水分散失。AET总是小于或等于PET。
Q: 我应该使用哪种计算方法?
A: 如果有完整的气象数据(温度、湿度、风、辐射),使用Penman-Monteith法。仅有温度时使用Thornthwaite法。数据有限时使用Blaney-Criddle法。如果太阳辐射数据最可靠,使用辐射法。
Q: 我应该多久根据PET更新一次灌溉?
A: 根据天气条件和PET累积值,每周或每两周更新灌溉制度。在生长季节,每周检查2-3次PET计算以获得最优灌溉时间。
Q: 作物系数(Kc)是什么意思?
A: 作物系数是实际作物蒸散量与参考蒸散量的比值。它随作物类型和生长阶段而变化,不同作物通常在0.3-1.2之间。
Q: 为什么水分亏缺很重要?
A: 水分亏缺代表补充自然降水以实现完整作物生长所需的水量。它帮助确定总灌溉需求和水资源分配规划。
Q: PET计算的精度有多高?
A: Penman-Monteith法精度±5-10%。Thornthwaite和Blaney-Criddle法精度±15-20%。精度取决于输入数据质量和当地气候变异性。
Q: 我应该使用哪些太阳辐射值?
A: 典型太阳辐射范围为5-30 MJ/m²/day,取决于纬度、季节和天气。查阅当地气象站或使用该地区的标准值。
Q: 纬度如何影响蒸发计算?
A: 纬度影响白昼长度和太阳角度,进而影响太阳辐射和温度。高纬度地区的白昼长度季节变化更大,PET季节变异更明显。
Q: 风速对PET的影响是什么?
A: 风速通过吹走饱和空气层而增加蒸发。风速较高的地区蒸发速率比平静地区高20-30%。
Q: 我可以用此计算器进行室内植物灌溉吗?
A: 本计算器专为室外条件设计。室内PET由于条件稳定、湿度受控和风速为零而低得多。对于室内应用,请将数值降低50-70%。