蒸发能力对气候变化的响应机理研究

Evaporation is an important section of hydrological cycle and a main loss component of surface water. Changes in evaporation will affect agricultural irrigation, water resources utilization, as well as ecological environment. Most studies in the past have shown that observed evaporation capacity with decreasing trend most of China. However, the trend of observed evaporation capacity is found changed from the middle of 1990s recently in many areas. Around the changing of evaporation capacity under climate change, the studies discuss the response mechanism of evaporation capacity to climate change though combing with multi-source data as well as different methods of mathematical statistics, formula derivation and scientific experiments. The main researches are given as follows: Analysis on the main influential factors of evaporation capacity by mathematical statistics; Derivation of the calculating formula of the Sensitivity of evaporation capacity to different influential factors based on FAO 56 Penman-Monteith formula; Analysis on the influence mechanism of single factor and interaction of multi-factor based on scientific experiments of field observation and greenhouse observation.

蒸发是水文循环的重要环节，也是地表水量损失的重要组成部分。过去多数研究表明，在全球气候变暖的背景下，我国大多数地区蒸发能力存在下降趋势，但近年来发现不少地区蒸发能力变化趋势在上个世纪90年代中期改变。蒸发直接影响到农业灌溉、水资源利用和生态环境等。围绕气候变化背景下蒸发能力的变化，通过多源数据与数理统计、理论公式推导和科学实验多手段相结合的方式，揭示蒸发能力对气候变化的响应机理，主要包括基于数理统计方法剖析影响蒸发变化的主要气候因子；基于理论性较强的彭曼公式，结合全球气候变化的表现因子和蒸发能力影响因子，推导蒸发能力对不同影响因子的敏感性计算公式，分析蒸发能力对气候变化的敏感性；通过野外观测和可调控温室观测相结合的对比观测实验，分析单因素及交互作用下蒸发影响因子作用机制；进而综合分析蒸发能力对气候变化的相应机理。

蒸发是水文循环的重要环节，也是地表水量损失的重要组成部分。过去多数研究表明，在全球气候变暖的背景下，我国大多数地区蒸发能力存在下降趋势，但近年来发现不少地区蒸发能力变化趋势在上个世纪90年代中期改变。蒸发直接影响到农业灌溉、水资源利用和生态环境等。本项目以淮河流域、淮北平原五道沟实验站和滁州水文综合实验基地的蒸发能力及其影响因素观测数据为基础，从多源数据资料平行对比分析蒸发能力对气候变化的响应机理，取得如下成果：.（1）淮河流域和五道沟实验站近50年来水面蒸发均呈显著减少趋势，减少速率分别为31.8mm/10a和91.1mm/10a，但淮河流域水面蒸发在20世纪90年代中后期以来出现了新的变化特征，减少趋势变缓呈弱增加趋势。.（2）淮河流域和五道沟实验站近50年来影响蒸发能力的相关气象因子的变化特征表现为，气温呈显著增加趋势，气温日较差、日照时数和风速呈显著减少趋势，相对湿度和降水量变化趋势不明显。.（3）基于数理统计方法对蒸发能力影响影子诊断表明，日照时数、气温日较差和平均风速与蒸发能力之间具有较好的相关关系，是蒸发能力减少的主要原因，淮河流域呈现出的新的变化特征的原因主要近20年来在于温度的持续升高。.（4）基于GCM输出和FAO56 Penman-Monteith公式，建立了适用于气候变化影响评估的蒸发能力模拟公式CC-P-M公式，并以该公式为基础，探讨了蒸发能力对单个气象因子的敏感性和多个气象因子共同作用的敏感性，揭示了蒸发能力对气候变化的响应特征。.（5）基于科学实验数据，评估了蒸发能力对相关因子的响应特征，总辐射和风速对水面蒸发的综合作用力最大。.研究成果可为未来气候变化情景下流域水文模拟、水资源规划和农业灌溉需水预测等提供科学依据。