基于耦合互补相关和Penman(Budyko)假设的蒸散发理论与应用研究

互补相关和Penman（Budyko）假设是蒸散发理论研究和应用中最基本的两种假设，但目前只进行单独的研究和应用，限制了蒸散发理论的发展。这两种假设分别从大气和陆面角度描述蒸散发过程中陆面非充分供水状况，已被发现具有一致性，如果能够进行耦合分析，则对蒸散发理论的发展，对蒸散发过程的认识以及实际蒸散发的估算具有重要意义。本项目拟耦合分析互补相关和Penman（Budyko）假设，加深和完善对蒸散发过程的认识和理解，探讨不同时空尺度实际蒸散发与潜在蒸散发之间的关系及其影响因素；借鉴Penman（Budyko）假设对蒸散发互补相关模型进行研究，尝试提出更适宜的模型；采用无量纲化分析、量纲分析和数学推导等方法建立耦合互补相关和Penman（Budyko）假设的蒸散发模型。研究成果将应用于实际蒸散发的估算以及潜在蒸散发变化趋势影响因素的分析，同时也可为分析对陆面和大气之间相互作用规律提供另一种思路。

互补相关和Penman（Budyko）假设是蒸散发理论研究和应用中最基本的假设，分别从大气和陆面角度描述蒸散发过程中陆面非充分供水状况，已被发现具有一致性，但目前只进行单独的研究和应用，限制了蒸散发理论的发展。目前已经全部完成预定的研究任务，发表论文12篇，其中SCI检索论文6篇，EI检索论文5篇。对互补相关和Penman（Budyko）假设进行耦合分析，建立了相应模型，并应用于分析我国潜在蒸散发时空变化规律，探讨灌溉对潜在蒸散发及灌区需水量变化的影响，对蒸散发理论的发展形成了创新性的认识，取得了以下成果：.（1）蒸散发互补相关关系与模型研究.借鉴Penman（Budyko）假设研究中的方法，对互补相关关系与模型进行了无量纲化分析，提出了互补相关模型的一般形式；综合两种常用的互补相关模型（平流－干旱模型和Granger模型）提出了一种新的互补相关模型；作为目前常用模型的改进，根据边界条件分析提出了形式简单且物理意义比较清晰的非线性函数模型。.（2）蒸散发互补相关与Penman模型的耦合分析.耦合互补相关模型和Penman-Monteith模型，将蒸散发过程表示为三维解空间中一条三维曲线，其投影到二维解空间中时，分别为Penman-Monteith模型曲线、无量纲化的互补相关模型曲线和通过潜在蒸散发中辐射项的比例反映陆面阻力的曲线，为蒸散发估算和表面阻力的参数化提供了思路。.（3）考虑互补相关关系的蒸散发Budyko模型.区分了Budyko模型中潜在蒸散发的不同定义，分析了互补相关关系对Budyko曲线的影响，综合了Budyko和互补相关假设的思想，以黄土高原地区29个流域数据为例建立了考虑互补相关关系的Budyko模型。.（4）潜在蒸散发时空变化规律及灌溉对潜在蒸散发影响的分析.以绿洲引水量和降水量之和作为区域可供水量，将Budyko假设扩展到干旱区绿洲，并分析了灌溉对塔里木河流域绿洲水量平衡的影响；利用互补相关原理并结合考虑灌溉影响的Budyko假设分析了塔里木河流域及全国潜在蒸散发时空变化规律及其与灌溉的联系；以景泰灌区为例，进一步耦合绿洲水热耦合平衡关系和蒸散发互补相关关系，定量分析了灌溉发展对潜在蒸散发、作物和灌区需水量的影响。