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彭曼公式整理


FAO Penman-Monteith 方法:[参考:GBT 20481-2006 气象干旱等级] 假设作物植株高度为 0.12m, 固定的作物表面阻力位 70m/s, 反射率为 0.23, 非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全遮盖地面而水分充分适宜的绿 色草地的蒸散量。
0.408 ? ? Rn ? G ? ? ? PE ? 900 u2 ? es ? ea ? Tmean ? 273 ? ? ? ? 1 ? 0.34u2 ?

式中:
PE —可能蒸散量(mm/d) ;

(1)? —饱和水气压曲线斜率 (kPa/℃) ; (2)Rn —地表净辐射 (MJ/(m*d)) ; (3) G —土壤热通量(MJ/(m?*d)) ; (4) ? —干湿表常数(kPa/℃) ; (5) Tmean —日平均温度(℃) ; (6) u2 —2 米高处风速(m/s) ; (7) es —饱和水气压(kPa) ; (8) ea —实际水气压(kPa) 。 具体计算过程如下: 步骤(1) ?
? —在空气气温为 T 时的饱和水气压斜率。

? ? 17.27T ? ? 4098 ? ?0.6108 ? exp ? ?? ? T ? 237.3 ? ? ? ?? 2 ?T ? 237.3 ?

(注:本文 T 选用日平均气温。[ T 数据来源:气象数据网 —中国地面国际交换

站气候资料日值数据—日平均气温] 。 )
步骤(2) Rn

Rn ? Rns ? Rnl
(净辐射 Rn 是收入的短波辐射 Rns 和支出的净长波辐射 Rnl 之差。 ) ① Rns ? ?1 ? ? ? Rs (1) (i) ? ? 0.23 (此处取绿色草地参考作物的反照率。 ) (1-1)
n? ? (ii) Rs ? ? as ? bs ? Ra ( Rs —太阳辐射) (1-2) N? ?

as ? 0.25 、 bs ? 0.50 (1-2-1)
(注:当没有实际的太阳辐射资料和经验参数可以利用时,推荐使用。as 、bs 表 示回归系数,在阴天(n=0)时表示到达地球表面的地球外辐射的透过系数。 ) 。 n :实际日照时数(h) [ n 数据来源:气象数据网—中国地面国际交换站气候资料日值数据—日照时数]
N? 24

?

ws ( N :最大可能日照时数(h) 。 ) (1-2-2)

ws ? arccos ? ) (1-2-2-1) ? ? tan ?? ? tan ?? ? ? ? ( ws :日出时角。

? :纬度(rad) 。

[ ? 数据来源: 气象数据网—中国地面国际交换站气候资料日值数据—数据台站说

明文档]
? ? 0.408 sin ?
? 2? ? J ? 1.39 ? (1-2-2-2) ? 365 ?

(注: ? —太阳磁偏角; J —日序,取值范围为 1 到 365 或 366,1 月 1 日取日 序为 1。 )
Ra ? 24 ?60 ?

?

Gsc d r ? ? ws sin ?? ? sin ?? ? ? cos ?? ? cos ?? ? sin ? ws ? ? ? (1-2-3)

。 ) Gsc ? 0.0820 ( Gsc —太阳常数(MJ/(m?*min))
? 、 ? 参照公式(1-2-2-2) 。

? 2? ? d r ? 1 ? 0.033cos ? J? ? 365 ?

(注: Ra —日地球外辐射, dr —日地平均距离; J —参照公式(1-2-2-2)中的 定义取值。 )
4 ? T 4 ? Tmin,K ? ? ? Rs ? 0.35 ? (2) ② Rnl ? ? ? max,K ? 0.34 ? 0.14 ea ? 1.35 2 Rso ? ? ? ?

?

?

(i) (ii)

? ? 4.903 ? 10 ?9 ( ? —斯蒂芬-玻尔兹曼常数( MK ? K ?4 ? m?2 ? d ?1 ) 。 )
Tmax,K ? T max ?272.15 Tmin,K ? Tmin ? 272.15 (2-1)

(注: Tmax,K 、 Tmin,K —最高、最低绝对温度(开尔文:K) ;[公式依据:开尔

文与摄氏度单位转换]; Tmax 、 Tmin :日最高、最低温度(摄氏度) 。[数据来源: 气象数据网—中国地面国际交换站气候资料日值数据—日气温]) 。
(iii) ea 两种方法计算。

ea —计算方法一:

? 17.27Tdew ? ea ? e ?Tdew ? ? 0.6108 ? exp ? ? (2-2) ? Tdew ? 237.3 ?
(注: ea —实际水气压, Tdew —露点温度;[ Tdew 数据来源:气象数据网—中国高

空气象站定时值观测资料(起始日期:2015 年 7 月)—00、12 点露点温度、气 压、高度、温度、风速]。 )
ea —计算方法二: ea ? RH ? es (2-3)
(注: ea —实际水气压, RH —相对湿度, es —饱和水气压。 )
es ? e ?Tmax ? ? e ?Tmin ? (2-4) 2

? 17.27Tmax ? e ?Tmax ? ? 0.6108 ? exp ? ? ? Tmax ? 237.3 ?
[ Tmax 数据来源: 气象数据网—中国地面国际交换站气候资料日值数据—日最高气

温、日最低气温。 RH 数据来源:气象数据网—中国地面国际交换站气候资料日 值数据—日最小相对湿度、日平均相对湿度。]
(iv) Rs 参照公式(1-2)计算。 (v) Rso ? ? as ? bs ? Ra 或 Rso ? ? 0.75 ? 2 ? 10 ?5 z ? Ra (注: Ra —日地球外辐射,参照公式(1-2-3)计算。在接近海平面或 as 、 bs 有 经验参数可以利用时,按第一个公式计算,在没有经验参数值可以利用时,按第 二个公式计算。 z —站点海拔高度,[ z 数据来源:气象数据网—中国地面国际交

换站气候资料日值数据—数据台站说明文档] ) 。
步骤(3) G
G ?0

(注: 一天至十天的时间尺度里, 参考草地的土壤热容量相当小, 可以忽略不计。 ) 步骤(4) ?

? ? 0.665 ? 10?3 P
(注:? —干湿表常数; P —大气压[ P 数据来源:气象数据网—中国地面国际交

换站气候资料日值数据—平均气压、数据台站说明文档(海拔高度)],无观测
? 293 ? 0.0065z ? 值时 P ? 101.3 ? ? ? 293 ? ?
步骤(5) Tmean
Tmean ? Tmax ? Tmin 2
5.26

, z —当地海拔高度。 )

[ Tmax 数据来源: 气象数据网—中国地面国际交换站气候资料日值数据—日最高气

温、日最低气温。]
步骤(6) u2

u2 ? uz

4.87 ln ?67.8z ? 5.42 ?

(注: u2 :2 米高处风速; uz —10 米高处风速[ uz 数据来源:气象数据网—中国

地面国际交换站气候资料日值数据—风速], z ? 10 。 )
步骤(7) es 参照公式(2-4)计算。 步骤(8) ea 参照公式(2-2) 、 (2-3)计算。


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