農業氣象學導論/蒸發與降水

本章的目標

• 理解
  • 影響蒸發和蒸騰的因素，
  • 蒸發量的測量
  • 實際蒸散量的估算，意義
  • 降水的形式，降雨量的測量和在作物生產中的意義

蒸發

水從固態和液態轉變為蒸汽並擴散到大氣中的過程稱為蒸發。在農業氣象學中，蒸發被定義為在植物附近存在的各種天氣條件下，從暴露在這些條件下的溼潤、水平、平坦的表面上最大可能的溼氣損失。

• 在蒸發過程中，水分子吸收能量，使它們運動起來，從而從

液體或蒸發體的表面並變成氣體。

• 由於蒸發過程消耗能量，剩餘的液體會被冷卻相當於能量的

數量。所以，蒸發是一個冷卻過程，並對蒸發物體產生冷卻效果。

• 蒸發的驅動力是蒸汽壓梯度。土壤和風產生的阻力也會影響蒸發過程。

影響蒸發速率的因素

1. 溫度（溫度升高蒸發量增加）

2. 相對溼度（RH 增加蒸發量減少）

3. 風速（低風速低蒸發量）

4. 氣壓（表面低壓蒸發速率高）

5. 土壤特性（土壤質地、土壤剖面特徵等。在 FC – 土壤特性不會影響蒸發速率）

蒸發量的測量

以下方法通常用於測量蒸發速率：1. 水盤測量法 2. 使用經驗公式 3. 蓄水量方程法 4. 能量平衡法

蒸散量 (ET)

• 土壤水分和植物表面共同損失到大氣中的水分，包括蒸發

和蒸騰。

• 水分的有效性對這兩個過程至關重要。
• 它被用作農業氣候指數來評估水分供應對作物生長和產量的影響。

作物。

參考蒸散量 (ET)

這代表了從 8-10 釐米高的綠色草坪覆蓋的廣闊表面上最大可能的蒸散速率，實際上正在生長，並完全遮蔽了有限水供應下地面的陰影。

潛在蒸散量 (PET)

當水分供應無限時，任何作物的潛在蒸散量 (PET) 來自參考蒸散量和作物係數 (Kc)。PET = Kc × ET0

蒸散量也稱為耗水量 (WU) 或消耗性用水量 (CU)。影響 ET 的因素包括氣候和管理措施。

ET 和 PET 的重要性

1. 估算土壤水分，從而制定作物的灌溉計劃。
2. 瞭解作物產量與灌溉水之間的關係。
3. 指導生產具有完全發育冠層的作物。
4. 蒸散量還有助於劃分土壤氣候帶，包括乾旱

易旱區。

1. 這些將為制定合適的土壤和作物管理措施、作物提供基礎

品種、節水技術、種植模式以及提高雨養作物產量的途徑。

降水

• 水文迴圈的組成部分
• 以固態或液態形式降落到地球上的水（雨、冰雹、雨夾雪）
• 它與露、霜和霧不同。

降雨或降水的機制

1. 第一步是凝結 – 形成雲滴，必須克服正常的浮力

和大氣中的上升氣流。

1. 雲滴非常小（10 微米）– 需要數百萬個雲滴才能形成一個

尺寸相當大的雨滴（200 – 700 微米）。

1. 雲滴結合形成大型雨滴的過程尚未完全瞭解。然而，兩種

機制被提出：a) 伯傑龍冰晶理論 b) 碰撞凝聚理論

降水的形式

i. 雨：最常見形式 – ii. 毛毛雨：細小的水滴，直徑<0.5 毫米，彼此非常靠近。RH 為 100% 不會發生蒸發 iii. 雪：它是以六邊形晶體或星形形式降落的白色或不透明的冰粒。iv. 雨夾雪：在美國它被稱為凍雨（< 5 毫米），在英國 v. 冰雹：降落的小冰球或冰塊，直徑約 5 到 50 毫米。

降水量的測量

1. 以...為單位測量

深度 – 測量單位，毫米 強度 – 測量單位，毫米/小時

1. 兩種型別的雨量計

i. 非記錄型雨量計 ii. 記錄型雨量計