三温模型--基于表面温度测算蒸散和评价环境质量的方法Ⅰ.土壤蒸发

摘要

三温模型是近年提出的测算蒸散量和评价环境质量的一种方法,因为该模型的核心是表面温度、参考表面温度、气温,所以被称为"三温模型".该文通过理论分析结合实验的方法,讨论了用三温模型测算土壤蒸发量的方法及其验证.通过引入没有蒸发的参考土壤的概念,三温模型中用下式计算土壤蒸发量:LE=Rn-G-(Rnd-Gd)Ts-Ta/Tsd-Ta式中,E为土壤蒸发量,L为水汽的汽化潜热,Rn和Rnd为蒸发土壤面和参考土壤面的净辐射,G和Gd为蒸发土壤和参考土壤热通量,Ts、Tsd、Ta分别为蒸发土壤的表面温度、参考土壤表面温度、气温.试验结果表明,在参考土壤和蒸发土壤中,能量通量存在明显差异,参考土壤中的土壤热通量和净辐射通量均小于蒸发土壤,而显热通量则大于蒸发土壤;在一般情况下,参考土壤的表面温度最高,蒸发土壤表面温度次之,大气温度最低,在土壤湿润时,这些差异更为显著.经过与大型称重式蒸渗仪的实测值比较,三温模型能较好地计算土壤蒸发量,在22 d的实验期间内,绝对平均误差仅为0.17 mm·d-1,相关系数达r2=0.88.与热电偶测温结果相比较,采用红外温度计测温的结果更为精确,和实测值的绝对平均误差仅为每天0.15 mm·d-1,相关系数达r2=0.94,表明三温模型有较好的精度.另外,三温模型在计算土壤蒸发量时,所需要的参数种类少(净辐射、土壤热通量、温度),不含经验系数,不需要空气动力学阻抗和表面阻抗等参数,因此简便实用,具有较好的应用前景.