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蒸发、蒸腾、和蒸散

2010-12-14 13:59阅读:
一、水面蒸发
V=K E-e
P
此式为道尔顿蒸发定律,用蒸发速度表示(v)从上或可以看出水面蒸发大小 完全由气象因子决定,K为风速系数,E-e为饱和差,P为大气压力,蒸发速率的大小同风速、饱和差成正比,同气压成反比。
二、 饱和水汽压
(一)饱和水汽压与温度的关系
随温度的升高迅速增大,随温度的降低迅速减小。温度升高时,空气中容纳水汽含量能力强,所以高温情况下,不大容易下雨,低温时,空气中容纳水汽能力弱,所以低温时天空有很多云易下雨。
(二)饱和水汽压同蒸发面性质的关系
1.在同一温度下,冰面的饱和水汽压小于水面,溶液面的饱和水汽压小于纯水面。
2.饱和水汽压同蒸发形状关系 凹凸面饱和水汽压最大,水分子最地易跑出;凹面饱和水汽压最小,水分子最不易跑出;平面饱和水汽压居中,跑出的水分子次之。
三、 土壤蒸发
土壤水分蒸发,一方面决定于气象因子,另一方面决定土壤本身的结构和理化性状、土表状况、土壤含水最和地势等。
1.土壤水分蒸发的三个阶段
第一阶段 当潮湿时,蒸发是在土壤表面进行的,土壤中的水分沿毛细管上升,到达土壤表面进行蒸发。此时,土壤的蒸发速率近似于水面蒸发速率,蒸发强度主要决定于土壤温度、饱和差、风等气象因子。
第二阶段 土壤含水量减小到田间持水量70%以下,土壤表层变干,含水量减少,表层形成一个干涸层。水分在土壤中进行蒸发之后,通过土壤孔隙扩散到土壤表面。由于水汽在土壤中的扩散比大气中慢得多,所以,这时的蒸发速率要比水面小些,土壤水分的蒸发速率主要决定土壤中的含水量。
第三阶段 当土壤表层非常干燥时,土壤毛细管的供水作用停止,蒸发仅发生在深层土壤中,水汽通过土壤孔隙,再扩散到大气中去,蒸发的速率比同样条件下水面的蒸发小得多。
2.影响因素
(1)土壤结构 (2)地形和方位(3)地下水位 (4)土壤颜色 (5)植被覆盖 调节土壤水分蒸发措施:①松土 ②镇压 ③深中耕
四 、植物蒸腾
植物体表面蒸发水分的过程称为蒸腾。蒸腾过程中水分输送经过了物理性状不同的土壤—植物—大气系统。

阻抗公式E=k(eS′-eaˊ)/ (ra+rs)
eS′、eaˊ分别蒸发面与空气的水汽压,ra、rs分别为空气和叶子阻力,K为气孔充分张开时rs为1或2s/cm;在夜间气孔关闭时和白天缺水,缺热量导致叶片萎蔫时,其数值变化很大,最大为50~100s/cm或更多。所以在研究蒸腾作用时,除考虑气象条件和土壤湿度外,还要考虑对植物体的其他影响,如土壤温度、湿度对根系吸收水的影响,气温对植物体内水分移动速度的影响等。植物因素如植物的叶量、叶片结构,根系的发育情况,植物的年龄等,对蒸腾都有很大作用。
植物蒸腾耗水是相当多的,一株玉米全生育期耗水200Kg以上,其中,仅仅1%保留在植物体中参与生理过程,而99%的水分是蒸腾丢失到大气中去的,这种大量消耗水分是植物不可缺少的。如果没有植物蒸腾水分出来,植物因光合作用叶子温度升高叶片灼伤枯死,而蒸腾消耗水分起到缓和的作用。
蒸腾速度随空气湿度而变化,空气湿度小,则蒸腾速度大;反之,空气湿度大,则蒸腾速度小;当空气湿度小于植物气孔内的空气速度时,植物才会蒸腾水分。
植物蒸腾所消耗的水分,用蒸腾系数来表示。蒸腾系数是作物形成一克干物质所消耗的水量,即:
KT=Tu(水)/Yd(干物质)
蒸腾系数无单位,蒸腾系数大的作物表示耗水大,用水不经济,蒸腾系数小,表示用水经济。
五、蒸散
蒸散为蒸发和蒸腾之和
(一)蒸发与单纯土面蒸发的区别
1.蒸散不仅限于土面水分的蒸发,还包括植物根层的水分。
2.植物通过叶面气孔的张开和关闭,可以调节植物的蒸腾。
3.蒸腾作用主要在白天进行,而蒸发日夜都在进行。
4.蒸散中的蒸发面,不仅是土壤表面,而且还包括植物的叶面。
(二)影响蒸散的因素
1.土壤水分与土壤毛细管传导特性
2.辐射差额
3.植物因素
(三)可能蒸散与实际蒸散
在矮小植物覆盖,充分供水条件下的蒸散称可能蒸散,也称蒸腾蒸发势。1948年,由桑斯韦特和彭曼两人提出来的。可能蒸散只表示一种蒸散能力,它不受土壤水分的限制,只受可利用能量限制。最大蒸散指在一定气候条件下充分给水时,受植物的发育与生理所规定的最大蒸散量。最大蒸散等于或小于可能蒸散,其差额是“植被阻力”的度量,其所以会小于可能蒸散,是由于植被发育与生理特征所限制。
ET≤ETm≤ET0≤Ew
ET为实际蒸散,ETm为最大蒸散,ET0为可能蒸散,Ew为自由水面蒸散。
ET≤Ew只适合于湿润区。在干旱区的小块灌溉地,由于平流热很强,作物有可能比自由水面消耗更多蒸散潜热。蒸发更多的水分,而可能蒸散ET0的假定条件忽略了平流热,这就是不能反映实际最主要的一条。可能蒸散比自由水面蒸发更接近农田条件,它排除了一些植物与土壤的特殊性,故具有普遍比较的可能,常用于鉴定不同地区农田蒸散的能力。特别是与降水量作比较,分别代表水分收入与支出项,比单用降水量鉴定一地不同季节的水分资源较为全面,在气候学与农业气候学上广泛应用。

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