濕潤平原河網(wǎng)區蒸散發(fā)互補關(guān)系研究取得進(jìn)展
蒸散發(fā)是地表水循環(huán)和碳循環(huán)的關(guān)鍵過(guò)程，深刻影響到地表物理、化學(xué)和生物過(guò)程，與水資源利用和時(shí)空分配密切相關(guān)。濕潤河網(wǎng)地區由于植被茂密、河網(wǎng)湖蕩密集、人類(lèi)活動(dòng)影響巨大，蒸散發(fā)在不同單元和地表類(lèi)型上差異巨大，機制和過(guò)程尤其復雜，準確估算和預測蒸散發(fā)量成為水文、水環(huán)境、水生態(tài)、水安全等領(lǐng)域的核心和焦點(diǎn)問(wèn)題。
近年來(lái)通過(guò)不斷發(fā)展，蒸發(fā)互補理論（認為實(shí)際蒸散與潛在蒸散間存在定量互補關(guān)系）及其模型為僅需常規氣象數據估算區域尺度蒸散提供了有力方法，然而蒸發(fā)互補理論和方法研究目前主要集中在國內外干旱區和半干旱區，在具有復雜下墊面性質(zhì)的南方濕潤平原河網(wǎng)區缺少全面評價(jià)，限制了該區域大尺度蒸散過(guò)程的研究進(jìn)展。
中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所高俊峰研究員團隊的閆人華博士，選擇太湖流域常州實(shí)驗區域，在長(cháng)期蒸散發(fā)監測實(shí)驗與過(guò)程模擬工作的基礎上，取得了一系列成果：
1）驗證了蒸散發(fā)互補理論在該區域的適用性，闡明在地表差異性和平流影響下，稻季蒸散發(fā)互補關(guān)系呈非對稱(chēng)性的機制（圖1）；
2）通過(guò)與不同區域的對比分析，明確了濕潤平原河網(wǎng)區相對蒸散Ф與干燥力D分布關(guān)系，相對蒸散Ф集中在0.8以上，D主要分布在0.3-0.5之間，分布曲線(xiàn)與干旱區截然不同（圖2）；
3）通過(guò)對平流-干旱AA模型（Brutsaert, 1979）、GG模型（ Granger and Gray, 1989 ）、廣義非線(xiàn)性平流-干旱B2015模型（Brutsaert, 2015）、S型廣義互補函數H2018模型（Han and Tian, 2018 ）和廣義互補C2018模型（ Crago and Qualls, 2018 ）等 5個(gè)代表性蒸散發(fā)互補模型的適用性與預測精度對比分析，發(fā)現S型廣義互補函數（H2018）模型具有最好模擬效果（圖3），確定了一套適合濕潤河網(wǎng)區不同時(shí)間尺度的稻季蒸散發(fā)模型關(guān)鍵參數值（表1），并闡釋了其數值的合理性，認為受夏季東南季風(fēng)帶來(lái)的太平洋和太湖冷水汽影響，且地處水網(wǎng)密集區，水分充足，導致模型參數α較默認值1.26偏小。
該研究對濕潤平原河網(wǎng)區的蒸散發(fā)互補理論和模型研究有示范和推廣意義，為南方平原河網(wǎng)區水文過(guò)程精細化模擬、水資源規劃與管理提供了科學(xué)和技術(shù)支撐。
研究成果近期以Evaluating the complementary relationship to calculate evapotranspiration by using multiple models in a humid lowland region, Southeast China為題已發(fā)表在國際農林科學(xué)領(lǐng)域著(zhù)名期刊Agricultural and Forest Meteorology。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168192321003312
圖1 潛在蒸散與實(shí)際蒸散的非對稱(chēng)性互補關(guān)系
圖2 濕潤平原河網(wǎng)區相對蒸散Ф與干燥力關(guān)系分布及與干旱區對比
圖3 不同時(shí)間尺度5個(gè)代表性模型精度評價(jià). 平流-干旱AA模型（Brutsaert, 1979），GG模型（ Granger and Gray, 1989 ），廣義非線(xiàn)性平流-干旱B2015模型（Brutsaert, 2015），S型廣義互補函數H2018模型（Han and Tian, 2018），廣義互補C2018模型（Crago and Qualls, 2018 ）
表1 蒸散互補模型關(guān)鍵參數最優(yōu)值（日尺度）