淺析多年水面蒸發量變化趨勢及特征

鄭 藝

（河南省黃河流域水生態保護研究中心 鄭州 450000）

天然條件下的蒸發是水循環中的重要環節之一，對水循環有著重要的影響。蒸發的大小一般用蒸發能力來表示，蒸發能力是指充分供水條件下可能達到的最大蒸發量。一般以自然水體的水面蒸發量作為一個地區蒸發能力的反映指標，可用E601型蒸發器觀測的水面蒸發量代替。本文選取洛陽市為研究區域，統計分析近55年來的蒸發量年際變化趨勢、年內變化特征。

1 研究區概況

洛陽是中西部地區重要的區域交通樞紐，具有承東啟西、縱貫南北的區位優勢，地處我國地勢的第二階梯向第三階梯過渡地帶，境內山川丘陵交錯，地形地貌復雜，由西南向東北分布著中山、低山、盆地和丘陵，有“五山、四嶺、一分川”之說。山脈屬秦嶺山系向東延伸的余脈，呈五指狀自西向北、東、南三向延展，黃河、洛河、伊河、澗河、汝河等主要河流分布其間，構成西南高、東北低的傾斜地勢。洛陽屬暖溫帶大陸性季風氣候區，主要受季風和環流的影響，氣候特點是春季多風，氣候干燥；夏季炎熱，雨水集中；秋季晝暖夜寒，日照充足；冬季寒冷寡照，雨雪稀少。全年四季分明，降水隨時間分布具有顯著的季節性特征。

2 資料來源和折算系數

2.1 資料來源

本文所用蒸發量資料來自氣象部門代表性較好、觀測精度較高、資料系列相對齊全的10 個氣象站的1965—2019年逐月蒸發量觀測數據。

2.2 折算系數

水面蒸發觀測儀器型號因年代不同、季節不同均有所變化。洛陽地區常用的觀測器（皿）有E601型蒸發器（簡稱E601）、80cm 口徑套盆式蒸發器（簡稱Φ80）和20cm 口徑小型蒸發器（簡稱Φ20）三種型號。80年代以前，水文系統的蒸發資料以Φ80 蒸發器為主，結合使用Φ20蒸發器；80年代以后，逐步采用E601型蒸發器，結合使用Φ20 蒸發器進行觀測，一般4—10月份采用E601型蒸發器觀測，其他月份采用Φ20 蒸發器進行觀測。氣象部門主要采用Φ20 蒸發器進行觀測。觀測器的口徑不同，觀測的水面蒸發量也隨之不同，需要對所選代表站的數據資料逐年、逐月統一換算成E601型蒸發器的蒸發量。

水面蒸發量的折算系數除受氣壓、溫度、風速和太陽輻射等氣象因素影響外，還受儀器性能、地理地形條件和其他偶然性因素的影響。本文分析研究中，2000年以前折算系數采用第二次全國水資源調查評價成果，2000年以后采用氣象部門推薦折算系數。洛陽市各蒸發站均采用表1的折算系數計算。

表1 洛陽市蒸發站E601 與Φ20 折算系數表

3 洛陽市蒸發量變化特征和干旱指數變化范圍

3.1 年際變化

水面蒸發量的大小，主要受溫度、風速、濕度、地形和氣候等因素的影響。選擇黃河流域9 個代表站1965—2019年水面蒸發量長系列資料，以1980—2019年系列和2001—2019年系列多年平均蒸發量與長系列進行對比分析，見表2。

表2 代表站不同系列水面蒸發量對比表（E601 蒸發器）

可以看出，1980—2019年系列水面蒸發量均值普遍較1965—2019年均值偏小，而2001—2019年水面蒸發量均值與1980—2019年均值相比，孟津、洛寧、嵩縣、伊川代表站偏小，在1980年以后水面蒸發量總體呈下降趨勢；新安、偃師、洛陽代表站在2000年后，水面蒸發量呈上升趨勢，宜陽、欒川在2000年后，無明顯升降趨勢。

水面蒸發量整體呈逐漸減小趨勢，二十世紀六七十年代，蒸發量較大，八十年代至今蒸發量處于低值期。

3.2 年內變化

年內水面蒸發量受溫度、濕度、風速和日照等氣象因素變化的影響，在不同維度、不同地形條件下的水面蒸發年內分配也不一致。對洛陽市來說，山丘變化小，平原變化大。受濕度和溫度變化的影響，全市年內最大水面蒸發量主要發生在5—8月，最大連續四個月的多年平均蒸發量一般占全年的46.0%～50.4%，在地區分布上較為穩定。最大月蒸發量一般出現在6月份，多年平均最大月蒸發量占全年的12.9%～15.2%；最小月蒸發量出現在1月，占年蒸發量的3.1%～4.2%。多年平均最大與最小月蒸發量的比值為3.2～4.7 倍。洛陽1965—2019年主要代表站多年平均水面蒸發量年內分配見表3，多年平均水面蒸發量月分配見圖1。

表3 多年平均水面蒸發量年內分配表（E601 蒸發器）

圖1 洛陽市多年平均蒸發量月分配比例圖

一年四季中，夏季蒸發量最大，全市平均占年總量的36.3%，不同代表站分別占年總量的34.4%～38.4%；春季略大于秋季，全市平均占年總量的28.8%，不同代表站分別占年總量的27.4%～30.1%；冬季最小，只占12.9%，不同代表站分別占年總量的11.0%～14.5%。洛陽市及各代表站多年平均水面蒸發量四季分配情況見表4。

表4 多年平均水面蒸發量四季分配表 （E601 蒸發器）

3.3 干旱指數

干旱指數是反映區域氣候干旱程度的指標，一般以各地年蒸發能力與年降水量的比值表示。年蒸發能力與E601型蒸發器觀測得的水面蒸發量存在著線性關系，所以多年平均干旱指數采用多年平均E601年水面蒸發量與多年平均年降水量之比。當干旱指數小于1.0 時，降水能力大于蒸發能力，表明該地區氣候濕潤；反之，當干旱指數大于1.0 時，蒸發能力大于降水能力，表明該地區偏干旱。干旱指數越大，干旱程度越嚴重。根據干旱指數的大小，可進行氣候的干濕分帶，其劃分標準見表5。

表5 氣候分帶劃分等級表

采用代表站1965—2019年系列多年平均蒸發量和同期降水量資料來計算全市不同區域多年平均干旱指數。從表6中可以看出，全市多年平均干旱指數為1.47，屬于半濕潤氣候特征。不同區域干旱指數變幅不大，在1.30～2.05 之間，地區分布來看，西部小于東部。

表6 全市不同區域多年平均干旱指數表

4 結論

（1）洛陽市1965—2019年多年平均蒸發量994.7mm，整體呈逐漸減小趨勢，二十世紀六七十年代蒸發量較大，八十年代至今蒸發量處于低值期；一年四季中，夏季蒸發量最大，平均占年總量的36.3%。

（2）全市多年平均干旱指數為1.47，屬于半濕潤氣候特征。不同區域干旱指數變幅不大，在1.30～2.05 之間，從地區分布來看，西部小于東部■