Penman公式

Penman公式,或译为彭门公式,最早用于描述从开放水表面的蒸发量( Evaporation,E ),由Howard Penman在1948年提出。 Penman公式需要日平均温度风速气压日射量来预测蒸发量。经推广后也可应用于估算植物和地表的蒸发量

细节

Penman公式的多种推广式用于估算水、地表和植物的蒸发量。尤其是Penman–Monteith公式可以用以估算覆盖植被土地的潜在蒸散量(PET)[1]。最初的方程式由霍华德·彭门(Howard Penman)在英国哈彭登( Ropensted)实验站开发。

彭门给出的蒸发方程式为:

 

此处:

m =饱和蒸气压曲线的斜率(Pa·K -1
R n =净辐照度(W·m -2
ρA =空气密度(kg·m-3)
c p =空气的热容(J·kg -1·K -1
δe =蒸气压差(Pa)
g a =动量表面空气动力传导系数(m·s -1
λν=汽化潜热(j·kg-1)
γ =湿度常数(Pa·K -1

如果使用SI单位制,将得出蒸发E质量,单位为kg /(m 2 ·s)。

以L取代λv可以得到ET体积,其中L V =λvρ。其单位为m / s,或换算为mm / day。

该公式预设的时间步长是每天,因此与地面的净热交换微不足道,且单位面积被相似的开阔水域或植被包围,从而抵消了与周围区域的净热和蒸气交换。当情况需要考虑额外的地表热通量时,人们会用R nA代替总净可用能量。

温度风速相对湿度会影响mgc pρδe的值

Shuttleworth(1993)

1993年,W.Jim Shuttleworth改编了Penman公式,使蒸发量的计算更加简单。[2]其方程式为:

 

此处:

m =饱和蒸气压曲线的斜率(kPa K -1
R n =净辐照度(MJ m -2 day-1
γ =湿度常数=   (kPa K -1
U 2 =风速(ms -1
δe =蒸气压不足(kPa)
λν=汽化潜热(MJ kg-1)

注意:该公式隐含了水的密度(1000 kg m -3 )来将蒸发量E质量的单位换算为mm day -1

Penman Monteith形式

详见Penman Monteith公式

一些有用的关系

 (1 -相对湿度(es)
e s =在植物气孔内部的空气的饱和蒸汽压。
e a =自由流动的空气的蒸气压。
e s ,mmHg = exp(21.07-5336 / T a ),由Merva于1975年近似[3]

因此  ,毫米汞柱/公斤

T a =空气温度,以凯氏温标为单位。

参考资料

  1. ^ Allen, R.G.; Pereira, L.S.; Raes, D.; Smith, M. Crop Evapotranspiration—Guidelines for Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation and drainage paper 56. Rome, Italy: Food and Agriculture Organization of the United Nations. 1998 [2007-10-08]. ISBN 92-5-104219-5. (原始内容存档于2011-05-15). 
  2. ^ Shuttleworth, J., Putting the vap' into evaporation http://www.hydrol-earth-syst-sci.net/11/210/2007/hess-11-210-2007.pdf页面存档备份,存于互联网档案馆
  3. ^ Merva, G.E. 1975. Physio-engineering Principles. AVI Publishing Company, Westport, CT.