河北滄縣區(qū)域30年蒸發(fā)規(guī)律簡析

哈建強

(河北省滄州水文水資源勘測局，河北 滄州 061000)

1 概 述

滄縣位于華北平原的東部，屬海河流域南系的下游。東鄰黃驊市，西連河間市，南接泊頭市和南皮縣，北靠青縣，東南與孟村回族自治縣接壤，西南和獻縣毗鄰，中間環(huán)抱滄州市區(qū)?？h境東西長66 km，南北寬47.4 km，總面積1 520 km2。全境介于N38°05′～N38°33′，E116°27′～E117°09′之間。滄縣隸屬滄州市，全縣共轄19個鄉(xiāng)鎮(zhèn)517個自然村，總?cè)丝?6.90萬人(2010年)。

滄縣地處暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區(qū)，四季分明，春旱多風、夏熱多雨、冬寒干燥，多年平均氣溫12.7℃,無霜期195.8 d。多年平均日照時數(shù)為2 890.1 h。滄縣多年平均降雨量553.3 mm，降水年際變化顯著、年內(nèi)分配不均是滄縣降水量的特點。春旱幾乎年年發(fā)生，10年中近8年春旱。

2 蒸發(fā)量資料的選取

通常所說的水面蒸發(fā)是湖泊、水庫、江河等各種相關(guān)的大小水體，在動能作用下使其上層表面上的水分子由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的物理過程，即從液面逸出的分子與凝結(jié)返回的分子通量之差。自然界中有很多因素可以影響到水面蒸發(fā)，如風速、氣溫、飽和水汽壓、氣壓、日照、大氣溫度等氣象因素。由于觀測儀器不同，水面蒸發(fā)量所測得的結(jié)果也有很大差別。通過多年觀測工作及對比發(fā)現(xiàn)，最接近自然水體水面蒸發(fā)量的為E601型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量。因此，本文對水面蒸發(fā)量的數(shù)值確定可采用E601型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量代替，其它型式的蒸發(fā)器的蒸發(fā)量經(jīng)折算成E601型的蒸發(fā)量后參與分析計算。

本文分析的區(qū)域為河北省滄縣，滄縣境內(nèi)捷地水文站設(shè)有陸上蒸發(fā)場觀測蒸發(fā)量，自1993年設(shè)立至2010年積累了18年觀測資料。為了使資料系列達到30年，1981～1992年12年借用北陳屯水文站的蒸發(fā)資料。北陳屯水文站在滄州市北郊，距捷地水文站8 km，可以看成同一系列。按照水文測驗規(guī)范相關(guān)要求，冰期使用20 cm口徑銅質(zhì)(或鑄鐵)蒸發(fā)皿進行觀測，非冰期采用E601蒸發(fā)器進行觀測。蒸發(fā)量應(yīng)采用E601型蒸發(fā)器的資料。因此，對冰期采用鑄鐵或銅質(zhì)蒸發(fā)皿的觀測資料應(yīng)折算為E601型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量。

3 蒸發(fā)資料的分析計算

3.1 蒸發(fā)資料的換算

針對北陳屯水文站和捷地水文站蒸發(fā)資料的實際情況，對冰期觀測資料逐月進行折算。采用折算系數(shù)法，見表1。

表1 折算系數(shù)表

根據(jù)表1的月折算系數(shù)，即可將冰期用鑄鐵或銅質(zhì)蒸發(fā)器觀測的資料折算成E601型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量。

3.2 水面蒸發(fā)量的年內(nèi)分配分析

整個滄縣處在同一個氣候區(qū)內(nèi)，氣候差異不大，北陳屯水文站和捷地水文站均處在滄縣黑龍港區(qū)和運東濱海區(qū)之間，可以較好地代表滄縣的蒸發(fā)情況。經(jīng)過對折算后的1981～2010年30年蒸發(fā)資料進行計算，滄縣多年平均水面蒸發(fā)量為1 019.0 mm。滄縣水面蒸發(fā)量的年內(nèi)分配見表2。

表2 滄縣多年平均蒸發(fā)量的年內(nèi)分配表 /mm

由表2可以看出，多年平均蒸發(fā)量最大的是6月份，最小的是1月份；6月份蒸發(fā)量占年蒸發(fā)量的15.4%，1月份蒸發(fā)量僅占年蒸發(fā)量的2%，相差7倍。由表2還可看出，水面蒸發(fā)量隨季節(jié)的變化而變化，其規(guī)律是冬季蒸發(fā)量小，1、2、11、12四個月的總蒸發(fā)量 為111.3 mm，僅占年蒸發(fā)量的10.9%，相當6月份蒸發(fā)量的70.2%；而蒸發(fā)量最大的4個月是4～7月份總蒸發(fā)量為559.2 mm，占年蒸發(fā)量的54.9%，相當蒸發(fā)量最小的4個月總蒸發(fā)量的5倍。這充分表明氣溫是影響蒸發(fā)的重要因素，但不是唯一因素。除氣溫外，飽和水汽壓差、風速等對蒸發(fā)量的影響也很大。

每年的1和12月份是氣溫最低的兩個月，也是蒸發(fā)量最小的兩個月。6月份氣溫雖不是最高，但由于6月份氣壓高，飽和水汽壓差大，因此蒸發(fā)量最大。而7月份雖然是一年中平均氣溫最高的月份，但由于7月份大汽濕度大，氣壓低，飽和水汽壓差小，蒸發(fā)量不如6月份大。

3.3 水面蒸發(fā)量的年際變化分析

通過選取的蒸發(fā)量資料，可以得到滄縣1981～2010年逐年蒸發(fā)量成果表，見表3。

表3 滄縣(捷地站)逐年蒸發(fā)量成果表(1981～2010年) /mm

由表3可以看出，滄縣年蒸發(fā)量的年際變化不是很大。1997年蒸發(fā)量最大，為1 237.5 mm；1985年蒸發(fā)量最小，為819.6 mm，相差417.9 mm。大多數(shù)年份在1 000～1 150 mm之間，占53.3%；小于1 000 mm的年份占40.0%，大于1 150 mm的年份僅占6.7%。經(jīng)對1981～2010年蒸發(fā)量系列進行統(tǒng)計分析，其變差系數(shù)Cv值為0.1，也說明年蒸發(fā)量的年際變化不大。

3.4 干旱指數(shù)計算

多年平均蒸發(fā)能力(通常用E601型蒸發(fā)器蒸發(fā)量代替)與多年平均降水量的比值，稱之為干旱指數(shù)，它是反映各地氣候干濕程度及用作氣候分區(qū)的指標。

根據(jù)表3計算結(jié)果，滄縣多年平均蒸發(fā)量為1 019.0 mm，同系列多年平均降水量為505.9 mm，干旱指數(shù)為2.01。黑龍港區(qū)同系列多年平均降水量為491.6 mm，干旱指數(shù)為2.07；運東濱海區(qū)同步系列多年平均降水量為516.4 mm，干旱指數(shù)為1.97。一般認為，干旱指數(shù)在0.5～1時為濕潤區(qū)、1～3為半濕潤區(qū)、3～5為半干旱區(qū)，5～10為干旱區(qū)、大于10為嚴重干旱或極端干旱區(qū)。經(jīng)過分析計算，滄縣屬于半濕潤氣候區(qū)。

4 結(jié) 論

通過合理選取蒸發(fā)量資料、合理分析及計算結(jié)果可以看出, 滄縣水面蒸發(fā)的特點為:

1) 滄縣年內(nèi)蒸發(fā)量分配及不均勻。根據(jù)1981～2010年蒸發(fā)資料顯示，6月份是年內(nèi)溫度第二高的月份，但是飽和水汽壓差大，故多年平均蒸發(fā)量最大的是6月份；冬季氣溫低，1月份出現(xiàn)多年溫度最低值，故多年平均蒸發(fā)量最小的是1月份。

2) 滄縣蒸發(fā)量年際變化不很大。對1981～2010年蒸發(fā)量系列進行統(tǒng)計分析，其最大蒸發(fā)量與最小蒸發(fā)量相差不是很大，而且其變差系數(shù)Cv值為0.1，說明年蒸發(fā)量的年際變化不很大。

3) 根據(jù)對滄縣干旱指數(shù)進行分析，干旱指數(shù)在1～3之間，說明滄縣屬于半濕潤氣候區(qū)。