關中地區蒸發量變化特征分析

鄧芳蓮，妙娟利

(陜西省氣象信息中心，西安 710014)

關中地區蒸發量變化特征分析

鄧芳蓮，妙娟利

(陜西省氣象信息中心，西安 710014)

利用陜西關中地區22個代表站1980—2013年20 cm口徑蒸發皿所測的蒸發量資料，分析了關中地區全區及東、中、西部蒸發量的時間、空間變化特征及主要影響因子。結果表明：(1)關中全區及各區域月平均蒸發量最大值均出現在6月，最小值均出現在12月；東部月蒸發量明顯大于中部和西部。(2)關中全區和各區域蒸發量均為夏季最多，春季次多，秋季第三，冬季最少，夏季和春季占年蒸發量的73%。(3)關中全區及各區域蒸發量年變化趨勢基本一致，呈緩慢增加趨勢，中部和西部增加趨勢較東部和全區明顯。(4)關中全區及各區域年際變化趨勢是20世紀80年代、90年代蒸發量基本相當，年平均為1 000～1 400 mm；21世紀以來蒸發量顯著增加，年平均為1 600～1 930 mm。(5)影響關中地區蒸發量的主導氣象因子為氣溫、日照時數、降水量；蒸發量與氣溫、日照時數正相關，與降水量負相關。

蒸發量；變化特征；影響因子；關中

蒸發量是地球水分循環的主要環節，同時又是地表水熱平衡的重要組成部分，蒸發量的計算和分析研究是進行水資源評價和農作物灌溉的重要依據和基礎。陜西關中地處“八百里秦川”腹地，是陜西糧油生產的重要基地和經濟社會發展的中心區域。通過對關中蒸發量的計算分析，可以客觀了解和掌握關中地區蒸發量的時空變化特征和主要影響因子，為促進該地區水熱平衡、經濟社會發展和優化生態建設提供科學依據和支撐。關于蒸發量的計算各地已做過一些研究[1-6]，涉及關中地區蒸發量分析研究甚少，利用關中地區22個代表站1980—2013年月蒸發量資料，通過對關中地區及不同區域月、季、年蒸發量及影響因子綜合分析，為關中地區水資源的綜合開發利用和抑蒸節水，提高水分利用率提供科技支撐。

1 資料來源及區域劃分

所用資料為關中地區有代表性且資料連續的22個氣象站1980—2013年20 cm口徑蒸發皿所測得的逐月蒸發量資料。蒸發皿所測的蒸發資料雖不能直接準確代表水面蒸發，但它與水面蒸發之間存在較好的相關性，且蒸發皿的蒸發資料分布面廣，連續性好，可客觀反映一個區域的蒸發變化特征。根據關中地區的氣候特點，將關中地區劃分為關中東部、中部、西部三個區域(表1)進行分析，以使分析更切合地域實際，更好地服務于生產實際和經濟社會發展。

表1 關中地區各代表站分區表

2 蒸發量時空變化特征

2.1 月變化

圖1為關中全區和三個區域1980—2013年月平均蒸發量變化曲線，各區域的蒸發量變化趨勢基本相同，均為單峰型分布。1—6月蒸發量逐漸增加，7月以后蒸發量逐漸減少。關中全區及關中東部、中部和西部月平均蒸發量分別為114.6 mm、137.6 mm、112.2 mm和112.5 mm。東部蒸發量最大，中部和西部蒸發量基本相當。關中全區及東部、中部、西部月平均蒸發量最大值均出現在6月，分別為218.6 mm、262.0 mm、220.1 mm、209.9 mm。月平均蒸發量最小值均出現在12月，分別為37.6 mm、42.7 mm、34.5 mm、40.9 mm。12月各區域差異不顯著，與12月為全年溫度最低，光照弱，日照時間短等有密切關系。

圖1 1980—2013年關中全區及各區域月平均蒸發量變化曲線

2.2 季節變化

由圖2可以看出，關中地區一年中各季蒸發量差異懸殊，總體上，全區和各區域均為夏季最多，春季次多，秋季第三，冬季最少。關中全區夏季蒸發量為610.3 mm，占年蒸發量的42%；春季蒸發量為次多，為444.3 mm，占年蒸發量的30%；而秋季蒸發量僅為252.7 mm，占年蒸發量的18%。關中中部、西部春季和夏季蒸發量分別為989.8 mm、980.8 mm,均占年蒸發量的73%；東部為1 202.4 mm，占年蒸發量的72%。秋季蒸發量中部和西部分別為232.3 mm、236.1 mm，占全年的17%；東部為292.6 mm，占全年的18%。關中冬季蒸發量最少，全區和各區域在123.8～156.1 mm之間，占年蒸發量的10%。關中東部四季蒸發量均比全區和中部、西部相應季節偏高。

圖2 1980—2013年關中全區及各區域四季平均蒸發量

2.3 年變化

關中全區和東部、中部、西部年平均蒸發量分別為1 444.3 mm、1 651.1 mm、1 345.9 mm、1 350.0 mm。圖3為1980—2013年關中全區及各區域年蒸發量3 a滑動平均變化曲線。由圖3可以看出，關中全區及各區域蒸發量年變化趨勢基本一致，呈緩慢增加趨勢，中部和西部增加趨勢較東部和全區明顯。分階段來看，1980—1989年蒸發量較少，大部分年份低于平均值；1990年開始蒸發量增加，1997年達到最高值；2000年以后為緩慢下降趨勢，2010年出現低谷；2012年后蒸發量出現回升態勢。關中全區及東部、中部、西部年最大蒸發量分別為1 781.2 mm、2 007.2 mm、1 684.0 mm、1 666.2 mm，均出現在1997年。全區及各區域年蒸發量最小值出現年份有差異：全區出現在1983年，為1 259.7 mm；東部出現在1983年，為1 407.4 mm；中部出現在1993年，為1 183.3 mm；西部出現在1989年，為1 169.0 mm。

關中全區及各區域年蒸發量大都在1 200～2 000 mm之間，是年降水量的 2.5 倍，其中東部蒸發量最多達2 007.2 mm，是年降水量的3.7倍。關中東部是關中地區水分供需矛盾最緊張、最突出的區域。

圖3 1980—2013年關中全區及各區域年蒸發量3 a滑動平均變化曲線

2.4 年代際變化

表2反映關中全區及各區域不同年代際的蒸發量變化特征，關中及各區域20世紀80、90年代蒸發量基本相當，21世紀以來年蒸發量出現跳躍式增加。80年代年平均蒸發量為1 000～1 400 mm，90年代為1 100～1 400 mm，21世紀以來年平均為1 600～1 930 mm。20世紀90年代與80年代年平均蒸發量相差57～75 mm，21世紀以來年平均蒸發量比20世紀90年代增多440～800 mm，比80年代增多500～920 mm。

表2 1980—2013年關中全區及各區域各年代平均蒸發量 mm

3 蒸發量的影響因子

影響蒸發量變化的氣象要素很多，為了準確分析主要影響因子與蒸發量的關系，采用相關系數法，分別計算了1980—2013年關中全區及各區域年平均氣溫、年平均日照時數、年平均降水量、年平均風速與年平均蒸發量的相關系數(見表3)。由表3可看出，蒸發量與氣溫、日照時數、風速正相關，與降水負相關。

表3 1980—2013年關中全區及各區域年蒸發量與氣象要素的相關系數

利用t檢驗方法[7]對關中地區蒸發量與各氣象要素的相關系數進行顯著性檢驗，在顯著性水平α=0.05時，氣溫、日照時數、降水量的相關系數均通過了顯著性檢驗，風速未通過顯著性檢驗。可見，影響關中地區蒸發量的主導氣象因子為氣溫、日照和降水量。氣溫高、日照強、日照時間長，有利于水分蒸發，所以氣溫、日照與蒸發量正相關，而降水除了本身對蒸發有抑制作用外，云量的覆蓋，空氣濕度大，氣溫降低、日照減少，也形成了不利于蒸發的客觀環境條件，故降水與蒸發為負相關。

關中地區受大陸性季風氣候影響，夏季氣溫高、日照時間長，降水量雖然大，但多以陣性降水天氣形式出現，陰雨持續時間短，顯著抑制蒸發的客觀環境條件持續時間短，強度弱，所以夏季仍然是全年蒸發量最強的季節。春季和秋季氣溫、日照相近，除秋季比春季降水偏多外，關中地區秋季受大氣環流調整和“華西秋雨”影響，陰雨天持續時間長，云層厚覆蓋時間長，空氣濕度大，對蒸發量也有明顯的抑制作用。因此，關中地區春季蒸發量為次高，而秋季較少。冬季溫度是一年中溫度最低的季節，日照時間短，空氣中污染物含量高，多霧霾天氣，不利于水分蒸發，所以蒸發量最少。

關中地區1995—1997年3 a連續干旱，1997年是干旱最嚴重的一年。1997年平均氣溫較高，為13.8 ℃，比多年平均氣溫高0.5 ℃；日照時數為34 a中第三多年份，為2 206.0 h；降水量是最少的一年，為332.7 mm。因此，1997年蒸發量是最多的一年。

1980—2013年關中東部年平均氣溫為13.6 ℃，比中、西部分別偏高0.1、0.9 ℃；年平均日照時數為2 142.5 h，比中、西部分別偏多223.6 h、217.5 h；年降水量為546.0 mm，比中、西部分別偏少43.8 mm、54.0 mm；年平均風速為1.98 m/s，比中、西部分別偏大0.52 m/s、0.45 m/s。氣溫高、日照時數多、風速大、降水量少是關中東部蒸發量明顯比中、西部蒸發量大的主要原因。

進入20世紀90年代以后，隨著全球氣候變暖，關中處于升溫期，特別是到21世紀以來升溫更為明顯[8-9]，經統計，關中21世紀以來氣溫比20世紀80年代上升1.1 ℃、比90年代上升0.5 ℃，導致蒸發量呈跳躍式增加。可見，氣溫升高是影響蒸發量增加的最主要因素。

4 結論

(1)關中全區及東部、中部和西部月平均蒸發量分別為114.6 mm、137.6 mm、112.2 mm、112.5 mm，東部蒸發量最大，中部和西部蒸發量基本相當，差異不大。關中全區及各各區域月平均蒸發量最大值出現在6月，最小值出現在12月。

(2)關中地區一年中各季蒸發量差異懸殊，全區和各區域均為夏季最多，春季次多，秋季第三，冬季最少。夏季和春季是一年中蒸發最旺盛的季節，關中中部、西部春季和夏季蒸發量共占年蒸發量的73%，東部占72%；全區和各區域冬季占10%。關中東部四季平均蒸發量均比全區和中部、西部相應季節偏多。

(3)關中全區及各各區域蒸發量年變化趨勢基本一致，呈緩慢增加趨勢，中部和西部增加趨勢較東部和全區明顯。年蒸發量1980—1989較少，大部分年份低于平均值；1990年開始增加，1997年達到最高值；進入2000年以后緩慢減少，2010年前后出現低谷；2012年后蒸發量出現回升態勢。

(4)關中全區及各區域年際變化趨勢是20世紀80年代、90年代蒸發量基本相當，年平均蒸發量為1 000～1 400 mm；21世紀以來蒸發量增加顯著，年平均為1 600～1 930 mm。21世紀以來平均蒸發量比20世紀90年代增多440～800 mm，比80年代增多500～920 mm。

(5)影響關中地區蒸發量的主導氣象因子有：氣溫、日照時數、降水量。蒸發量與氣溫、日照時數正相關，相關系數分別為0.602、0.714；與降水量為負相關，相關系數為-0.767。

[1] 曾燕，邱新法，劉昌明，等.1960—2000年中國蒸發皿蒸發量的氣候變化特征[J].水科學進展，2007，18(3)：311-318.

[2] 徐風梅，余衛東，康邵鈞.商丘近44年蒸發量變化及其影響因子分析[J].氣象科技，2007，35(4)：500-502.

[3] 安月改，李元華.河北省近50年蒸發量氣候變化特征[J].干旱區資源與環境，2005，19(4)：159-162.

[4] 張明捷，馮杉，陳羅成.1965—2009年濮陽市蒸發量變化特征和突變分析[J].江西農業學報，2011，23(7)：171-173.

[5] 左洪超，李棟梁，胡隱櫵.近40 a中國氣候變化趨勢及其蒸發皿觀測的蒸發量變化關系[J].科學通報，2005,50(11)：125-1130.

[6] 苗運玲，卓世新，楊艷玲,等.新疆哈密市近50 a蒸發量變化特征及影響因子[J].干旱氣象，2013,31(1)：95-99.

[7] 黃嘉佑.氣象統計分析與預報方法[M].北京：氣象出版社，2007：23-26.

[8] 金麗娜，曲靜，翟園，等.西安近63年氣候變化特征綜合分析[J].陜西氣象，2014(3)：17-20.

[9] 李星敏，白愛娟.西安市氣候變化與城市發展[J].陜西氣象，1998(5)：23-26.

P426.2

A

鄧芳蓮，妙娟利.關中地區蒸發量變化特征分析[J].陜西氣象，2017(6)：28-31.

1006-4354(2017)06-0028-04

2016-09-02

鄧芳蓮(1965—)，女，陜西彬縣人，本科，高工，從事地面氣象數據質量控制。