浅析多年水面蒸发量变化趋势及特征

郑 艺

（河南省黄河流域水生态保护研究中心 郑州 450000）

天然条件下的蒸发是水循环中的重要环节之一，对水循环有着重要的影响。蒸发的大小一般用蒸发能力来表示，蒸发能力是指充分供水条件下可能达到的最大蒸发量。一般以自然水体的水面蒸发量作为一个地区蒸发能力的反映指标，可用E601型蒸发器观测的水面蒸发量代替。本文选取洛阳市为研究区域，统计分析近55年来的蒸发量年际变化趋势、年内变化特征。

1 研究区概况

洛阳是中西部地区重要的区域交通枢纽，具有承东启西、纵贯南北的区位优势，地处我国地势的第二阶梯向第三阶梯过渡地带，境内山川丘陵交错，地形地貌复杂，由西南向东北分布着中山、低山、盆地和丘陵，有“五山、四岭、一分川”之说。山脉属秦岭山系向东延伸的余脉，呈五指状自西向北、东、南三向延展，黄河、洛河、伊河、涧河、汝河等主要河流分布其间，构成西南高、东北低的倾斜地势。洛阳属暖温带大陆性季风气候区，主要受季风和环流的影响，气候特点是春季多风，气候干燥；夏季炎热，雨水集中；秋季昼暖夜寒，日照充足；冬季寒冷寡照，雨雪稀少。全年四季分明，降水随时间分布具有显著的季节性特征。

2 资料来源和折算系数

2.1 资料来源

本文所用蒸发量资料来自气象部门代表性较好、观测精度较高、资料系列相对齐全的10 个气象站的1965—2019年逐月蒸发量观测数据。

2.2 折算系数

水面蒸发观测仪器型号因年代不同、季节不同均有所变化。洛阳地区常用的观测器（皿）有E601型蒸发器（简称E601）、80cm 口径套盆式蒸发器（简称Φ80）和20cm 口径小型蒸发器（简称Φ20）三种型号。80年代以前，水文系统的蒸发资料以Φ80 蒸发器为主，结合使用Φ20蒸发器；80年代以后，逐步采用E601型蒸发器，结合使用Φ20 蒸发器进行观测，一般4—10月份采用E601型蒸发器观测，其他月份采用Φ20 蒸发器进行观测。气象部门主要采用Φ20 蒸发器进行观测。观测器的口径不同，观测的水面蒸发量也随之不同，需要对所选代表站的数据资料逐年、逐月统一换算成E601型蒸发器的蒸发量。

水面蒸发量的折算系数除受气压、温度、风速和太阳辐射等气象因素影响外，还受仪器性能、地理地形条件和其他偶然性因素的影响。本文分析研究中，2000年以前折算系数采用第二次全国水资源调查评价成果，2000年以后采用气象部门推荐折算系数。洛阳市各蒸发站均采用表1的折算系数计算。

表1 洛阳市蒸发站E601 与Φ20 折算系数表

3 洛阳市蒸发量变化特征和干旱指数变化范围

3.1 年际变化

水面蒸发量的大小，主要受温度、风速、湿度、地形和气候等因素的影响。选择黄河流域9 个代表站1965—2019年水面蒸发量长系列资料，以1980—2019年系列和2001—2019年系列多年平均蒸发量与长系列进行对比分析，见表2。

表2 代表站不同系列水面蒸发量对比表（E601 蒸发器）

可以看出，1980—2019年系列水面蒸发量均值普遍较1965—2019年均值偏小，而2001—2019年水面蒸发量均值与1980—2019年均值相比，孟津、洛宁、嵩县、伊川代表站偏小，在1980年以后水面蒸发量总体呈下降趋势；新安、偃师、洛阳代表站在2000年后，水面蒸发量呈上升趋势，宜阳、栾川在2000年后，无明显升降趋势。

水面蒸发量整体呈逐渐减小趋势，二十世纪六七十年代，蒸发量较大，八十年代至今蒸发量处于低值期。

3.2 年内变化

年内水面蒸发量受温度、湿度、风速和日照等气象因素变化的影响，在不同维度、不同地形条件下的水面蒸发年内分配也不一致。对洛阳市来说，山丘变化小，平原变化大。受湿度和温度变化的影响，全市年内最大水面蒸发量主要发生在5—8月，最大连续四个月的多年平均蒸发量一般占全年的46.0%～50.4%，在地区分布上较为稳定。最大月蒸发量一般出现在6月份，多年平均最大月蒸发量占全年的12.9%～15.2%；最小月蒸发量出现在1月，占年蒸发量的3.1%～4.2%。多年平均最大与最小月蒸发量的比值为3.2～4.7 倍。洛阳1965—2019年主要代表站多年平均水面蒸发量年内分配见表3，多年平均水面蒸发量月分配见图1。

表3 多年平均水面蒸发量年内分配表（E601 蒸发器）

图1 洛阳市多年平均蒸发量月分配比例图

一年四季中，夏季蒸发量最大，全市平均占年总量的36.3%，不同代表站分别占年总量的34.4%～38.4%；春季略大于秋季，全市平均占年总量的28.8%，不同代表站分别占年总量的27.4%～30.1%；冬季最小，只占12.9%，不同代表站分别占年总量的11.0%～14.5%。洛阳市及各代表站多年平均水面蒸发量四季分配情况见表4。

表4 多年平均水面蒸发量四季分配表 （E601 蒸发器）

3.3 干旱指数

干旱指数是反映区域气候干旱程度的指标，一般以各地年蒸发能力与年降水量的比值表示。年蒸发能力与E601型蒸发器观测得的水面蒸发量存在着线性关系，所以多年平均干旱指数采用多年平均E601年水面蒸发量与多年平均年降水量之比。当干旱指数小于1.0 时，降水能力大于蒸发能力，表明该地区气候湿润；反之，当干旱指数大于1.0 时，蒸发能力大于降水能力，表明该地区偏干旱。干旱指数越大，干旱程度越严重。根据干旱指数的大小，可进行气候的干湿分带，其划分标准见表5。

表5 气候分带划分等级表

采用代表站1965—2019年系列多年平均蒸发量和同期降水量资料来计算全市不同区域多年平均干旱指数。从表6中可以看出，全市多年平均干旱指数为1.47，属于半湿润气候特征。不同区域干旱指数变幅不大，在1.30～2.05 之间，地区分布来看，西部小于东部。

表6 全市不同区域多年平均干旱指数表

4 结论

（1）洛阳市1965—2019年多年平均蒸发量994.7mm，整体呈逐渐减小趋势，二十世纪六七十年代蒸发量较大，八十年代至今蒸发量处于低值期；一年四季中，夏季蒸发量最大，平均占年总量的36.3%。

（2）全市多年平均干旱指数为1.47，属于半湿润气候特征。不同区域干旱指数变幅不大，在1.30～2.05 之间，从地区分布来看，西部小于东部■