鞍山地区蒸发量变化趋势及其影响因素分析

刘中义，汤玉福

（1.辽宁省水文水资源勘测局葫芦岛分局，辽宁 葫芦岛 125000；2.辽宁省水文水资源勘测局营口分局，辽宁 营口 115000）

1 概况

鞍山位于辽宁省中部，是辽河、浑河、太子河、绕阳河冲积平原。全境南北最长175 km，东西最宽133 km。现辖海城市、台安县、岫岩满族自治县和铁东、铁西、立山、千山4个城区，全市总面积9252 km2。鞍山市属温带季风气候，冬季盛行西北风，夏季多东南风；冬季寒冷干燥，春秋季干旱多风，降水量较少，夏季炎热多雨，尤以7月份雨量集中；年内温度变化较大，四季冷暖干湿分明。全年极端最低气温为-30.4℃，全年极端最高气温为36.9℃。

本文选用气象资料为鞍山地区4个气象测站1957—2006年逐月20 cm口径蒸发皿蒸发量、月平均气温、月平均日照、月平均风速、月平均相对湿度等资料。采用线性拟合的方法进行分析。站点分布：鞍山站，海城站，台安站，岫岩站。

2 影响蒸发的主要因素

影响蒸发的因素复杂，它是多种因素共同影响的“产物”，一般来说影响蒸发的因素主要有气象因素、生物因素和土壤因素，气象因素是最主要的影响因素。气象因素中又以温度、日照、风速和相对湿度对蒸发影响较大。

3 蒸发量变化趋势

在进行资料的相关分析时，引入了水文学中相关系数R来表征蒸发量与相应要素之间的变化趋势。在线性相关的情况下，R可以表示两变量相关的密切程度，所以将R作为线性相关密切程度的指标。R为正（负）时表示该要素在所计算的系列内有线性增（降）的趋势。R2介于0与1之间，R2值愈大表示两变量间相关程度愈密切。

图1 鞍山地区多年蒸发皿蒸发量变化曲线

图1为鞍山地区1957—2006年年平均蒸发皿蒸发量变化曲线，图中直线为蒸发皿蒸发量与时间（年）拟合的趋势线（下同）。1957—2006年两变量间相关系数平方为0.0735，相关关系良好。从图1中可以看出鞍山地区1957—2006年蒸发皿蒸发量总体呈平稳下降趋势。各年平均蒸发量均在4 mm以上,蒸发量在60年代中期略有波动，但幅度不大，最大蒸发量出现在1961年，为5.4 mm。

4 影响因素分析

在分析影响鞍山地区蒸发皿蒸发量变化原因时,对该地区气象因素中的温度，日照、风速和相对湿度进行了长系列年以及多年月平均值的分析。

鞍山地区四季分明，由图2（鞍山地区1957—2006年温度变化图）可以看出，鞍山市地区气温在夏季的7，8两月达到最高，平均可达到近25℃；春季气温回升很快；秋季早晚气温差值很大；冬季平均温度最低。

4.1 温度影响

由于人为因素造成的温室气体排放量继续增加，温室效应越来越明显，引起全球气候持续变暖。鞍山地区近50年气温一直呈显著上升趋势,鞍山地区各站近50年气温也均呈逐年上升趋势。

图2 鞍山地区1957—2006年温度变化曲线

4.2 日照影响

图3 4站月平均日照时数曲线

4站月平均日照时数曲线见图3。由图3可以看出，4个站和鞍山地区日照时数的年内变化呈双峰型，5月份最高峰，9月份有一次最高峰，最低月在12月，而7月因阴雨较多有一次低点，8月少于9月。图4为鞍山地区多年平均日照变化曲线。由图4可以看出，鞍山地区多年日照量呈下降趋势。据此，可以得出日照是影响鞍山市地区蒸发量变化的重要因素。

图4 鞍山地区1957—2006年日照变化曲线

4.3 风速影响

图5 4站累年各月风速曲线

鞍山地区年平均风速2.6 m/s，由图5中的4站累年各月风速曲线上看，鞍山市地区入春以后风速开始明显加大，4月风速最大，9月风速最小，10月、11月风速逐渐上升达到第二个高峰，冬季平均风速最小。经相关计算，各月风速与蒸发皿蒸发量的相关系数为0.36，相关性良好。从图5可以看出在鞍山地区春季多大风天，风速的加大，必然使蒸发力加强。所以，风速对春季蒸发皿蒸发量的影响较大。夏季由于气压及季风气候影响，风速很小，风速对夏季蒸发皿蒸发量影响不明显，而秋季又是北方多风的的季节，但相比春季风速小，蒸发也不如春季强烈。北方地区入冬以后大地封冻，水面结冰，风速此时对土壤以及水面的蒸发影响甚微。

4.4 相对湿度影响

相对湿度是空气中的实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比，它能反映出空气中的水汽含量距离饱和时的程度。由于水面上与其上空及外围存在着湿度差，相对温度的大小能反映出水面上的水汽向外扩散和交换的快慢。相对湿度的大小，不但取决于水汽压，还取决于温度。气温升高时，虽然地面蒸发加快，水汽压增大，但这时饱和水汽压随温度升高而增大得更多些，使相对湿度反而减小；在气温降低时，水汽压减小，但是饱和水汽压随温度下降得更多些，使相对湿度反而增大。所以相对湿度在一天中有一个最高值出现在清晨，一个最低值出现在午后。相对湿度因为与水汽压和温度都有关系，年变化情况比较复杂。一般情况下，相对湿度夏季最小，冬季最大。但是在季风气候地区，冬季风来自大陆，水汽特别少，夏季风来自海洋，高温而潮湿，所以相对湿度以冬季最小，而夏季最大。当相对湿度较小时，水汽向外扩散和交换得快，故蒸发率大；当相对湿度增大后，它扩散和交换强度减弱，故蒸发率减小。鞍山地区1957—2006年相对湿度变化如图6所示。

图6 鞍山地区1957—2006年相对湿度变化曲线

5 结语

鞍山地区近50年蒸发皿蒸发量在空间与时间上变化有如下特点：鞍山地区年平均蒸皿蒸发量在4 mm以上，年际变化幅度不大。近50年蒸发皿蒸发量总体呈平稳下降趋势，其原因与多年来日照的变化有关，而受气温、风速和相对湿度变化影响不显著。蒸发皿蒸发量年内变化呈单峰型变化曲线，5月份蒸发量最大，1月份最小。月系列的变化与气温、日照、风速和相对湿度均有关系，反映了蒸发是受综合因素影响的，以日照的影响最大。