河北沧县区域30年蒸发规律简析

哈建强

(河北省沧州水文水资源勘测局，河北 沧州 061000)

1 概 述

沧县位于华北平原的东部，属海河流域南系的下游。东邻黄骅市，西连河间市，南接泊头市和南皮县，北靠青县，东南与孟村回族自治县接壤，西南和献县毗邻，中间环抱沧州市区。县境东西长66 km，南北宽47.4 km，总面积1 520 km2。全境介于N38°05′～N38°33′，E116°27′～E117°09′之间。沧县隶属沧州市，全县共辖19个乡镇517个自然村，总人口66.90万人(2010年)。

沧县地处暖温带半湿润大陆性季风气候区，四季分明，春旱多风、夏热多雨、冬寒干燥，多年平均气温12.7℃,无霜期195.8 d。多年平均日照时数为2 890.1 h。沧县多年平均降雨量553.3 mm，降水年际变化显著、年内分配不均是沧县降水量的特点。春旱几乎年年发生，10年中近8年春旱。

2 蒸发量资料的选取

通常所说的水面蒸发是湖泊、水库、江河等各种相关的大小水体，在动能作用下使其上层表面上的水分子由液态转变为气态的物理过程，即从液面逸出的分子与凝结返回的分子通量之差。自然界中有很多因素可以影响到水面蒸发，如风速、气温、饱和水汽压、气压、日照、大气温度等气象因素。由于观测仪器不同，水面蒸发量所测得的结果也有很大差别。通过多年观测工作及对比发现，最接近自然水体水面蒸发量的为E601型蒸发器的蒸发量。因此，本文对水面蒸发量的数值确定可采用E601型蒸发器的蒸发量代替，其它型式的蒸发器的蒸发量经折算成E601型的蒸发量后参与分析计算。

本文分析的区域为河北省沧县，沧县境内捷地水文站设有陆上蒸发场观测蒸发量，自1993年设立至2010年积累了18年观测资料。为了使资料系列达到30年，1981～1992年12年借用北陈屯水文站的蒸发资料。北陈屯水文站在沧州市北郊，距捷地水文站8 km，可以看成同一系列。按照水文测验规范相关要求，冰期使用20 cm口径铜质(或铸铁)蒸发皿进行观测，非冰期采用E601蒸发器进行观测。蒸发量应采用E601型蒸发器的资料。因此，对冰期采用铸铁或铜质蒸发皿的观测资料应折算为E601型蒸发器的蒸发量。

3 蒸发资料的分析计算

3.1 蒸发资料的换算

针对北陈屯水文站和捷地水文站蒸发资料的实际情况，对冰期观测资料逐月进行折算。采用折算系数法，见表1。

表1 折算系数表

根据表1的月折算系数，即可将冰期用铸铁或铜质蒸发器观测的资料折算成E601型蒸发器的蒸发量。

3.2 水面蒸发量的年内分配分析

整个沧县处在同一个气候区内，气候差异不大，北陈屯水文站和捷地水文站均处在沧县黑龙港区和运东滨海区之间，可以较好地代表沧县的蒸发情况。经过对折算后的1981～2010年30年蒸发资料进行计算，沧县多年平均水面蒸发量为1 019.0 mm。沧县水面蒸发量的年内分配见表2。

表2 沧县多年平均蒸发量的年内分配表 /mm

由表2可以看出，多年平均蒸发量最大的是6月份，最小的是1月份；6月份蒸发量占年蒸发量的15.4%，1月份蒸发量仅占年蒸发量的2%，相差7倍。由表2还可看出，水面蒸发量随季节的变化而变化，其规律是冬季蒸发量小，1、2、11、12四个月的总蒸发量 为111.3 mm，仅占年蒸发量的10.9%，相当6月份蒸发量的70.2%；而蒸发量最大的4个月是4～7月份总蒸发量为559.2 mm，占年蒸发量的54.9%，相当蒸发量最小的4个月总蒸发量的5倍。这充分表明气温是影响蒸发的重要因素，但不是唯一因素。除气温外，饱和水汽压差、风速等对蒸发量的影响也很大。

每年的1和12月份是气温最低的两个月，也是蒸发量最小的两个月。6月份气温虽不是最高，但由于6月份气压高，饱和水汽压差大，因此蒸发量最大。而7月份虽然是一年中平均气温最高的月份，但由于7月份大汽湿度大，气压低，饱和水汽压差小，蒸发量不如6月份大。

3.3 水面蒸发量的年际变化分析

通过选取的蒸发量资料，可以得到沧县1981～2010年逐年蒸发量成果表，见表3。

表3 沧县(捷地站)逐年蒸发量成果表(1981～2010年) /mm

由表3可以看出，沧县年蒸发量的年际变化不是很大。1997年蒸发量最大，为1 237.5 mm；1985年蒸发量最小，为819.6 mm，相差417.9 mm。大多数年份在1 000～1 150 mm之间，占53.3%；小于1 000 mm的年份占40.0%，大于1 150 mm的年份仅占6.7%。经对1981～2010年蒸发量系列进行统计分析，其变差系数Cv值为0.1，也说明年蒸发量的年际变化不大。

3.4 干旱指数计算

多年平均蒸发能力(通常用E601型蒸发器蒸发量代替)与多年平均降水量的比值，称之为干旱指数，它是反映各地气候干湿程度及用作气候分区的指标。

根据表3计算结果，沧县多年平均蒸发量为1 019.0 mm，同系列多年平均降水量为505.9 mm，干旱指数为2.01。黑龙港区同系列多年平均降水量为491.6 mm，干旱指数为2.07；运东滨海区同步系列多年平均降水量为516.4 mm，干旱指数为1.97。一般认为，干旱指数在0.5～1时为湿润区、1～3为半湿润区、3～5为半干旱区，5～10为干旱区、大于10为严重干旱或极端干旱区。经过分析计算，沧县属于半湿润气候区。

4 结 论

通过合理选取蒸发量资料、合理分析及计算结果可以看出, 沧县水面蒸发的特点为:

1) 沧县年内蒸发量分配及不均匀。根据1981～2010年蒸发资料显示，6月份是年内温度第二高的月份，但是饱和水汽压差大，故多年平均蒸发量最大的是6月份；冬季气温低，1月份出现多年温度最低值，故多年平均蒸发量最小的是1月份。

2) 沧县蒸发量年际变化不很大。对1981～2010年蒸发量系列进行统计分析，其最大蒸发量与最小蒸发量相差不是很大，而且其变差系数Cv值为0.1，说明年蒸发量的年际变化不很大。

3) 根据对沧县干旱指数进行分析，干旱指数在1～3之间，说明沧县属于半湿润气候区。