蒸发和蒸散
蒸发和蒸腾作用共同将落在陆地上的大部分水分返回大气，使蒸散成为陆地水平衡中最大的输出项。
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Definition
蒸散是指水通过土壤和水表面的直接蒸发以及通过植物的蒸腾作用，从陆地表面转移到大气的综合过程，受可用能量、大气需求和水供应的控制。
Scope
本主题涵盖水体和土壤蒸发的物理学、植物蒸腾作用、这些通量的能量和空气动力学控制，以及估算潜在蒸散量和实际蒸散量的标准方法。它不包括植物蒸腾作用的植物生理学细节（这在植物科学中处理），而是侧重于水文通量。
Core questions
- 哪些能量和大气因素控制着蒸发和蒸腾作用？
- 潜在蒸散量和实际蒸散量有何不同？
- 如何根据气象数据估算蒸散量？
- 为什么蒸散是许多陆地水平衡中的主要损失项？
Key concepts
- 蒸发和蒸腾
- 潜在蒸散量与实际蒸散量
- 能量平衡和净辐射
- 空气动力学阻力和表面阻力
- 彭曼和彭曼-蒙泰斯方程
- 参考蒸散量和作物蒸散量
Key theories
- 彭曼组合方程
- 彭曼将能量平衡与空气动力学传输相结合，根据标准气象变量计算蒸发量，从而无需测量地表温度，并构成了现代蒸发估算的基础。
- 彭曼-蒙泰斯方程
- 蒙泰斯通过引入地表（气孔）和空气动力学阻力，将彭曼的方法扩展到植被表面，从而产生了彭曼-蒙泰斯方程，该方程是标准化参考蒸散量和作物蒸散量的基础。
Mechanisms
蒸散是由可用于水汽化的能量（主要是净辐射）和空气去除水汽的能力（湿度亏缺和风的函数）驱动的，并受地表阻力（包括植物气孔）和水供应的调节；当水分受限时，实际蒸散量会低于潜在速率。
Clinical relevance
蒸散量估算对于灌溉调度和作物需水量、流域水平衡的闭合和产水量的估算，以及评估土地覆盖变化和变暖如何改变降水在大气和径流之间的分配至关重要。
History
彭曼（Penman）1948年的组合方程为蒸发提供了基于常规气象数据的物理基础；蒙泰斯（Monteith）1965年的扩展为植被增加了地表阻力。FAO-56对彭曼-蒙泰斯参考蒸散量的标准化使该方法成为灌溉和水管理的全球操作标准。
Key figures
- Howard L. Penman
- John L. Monteith
- Wilfried Brutsaert
Related topics
Seminal works
- penman1948
- monteith1965
- allen1998
Frequently asked questions
- 蒸发和蒸散有什么区别？
- 蒸发是水从开放水域和土壤表面变为水汽的过程，而蒸散还包括蒸腾作用，即植物吸收水分并通过叶片释放的过程；在植被覆盖的陆地上，两者通常结合在一起，因为它们很难分开。
- 什么是潜在蒸散量？
- 潜在蒸散量是指在水供应无限的情况下，由能量和大气需求决定的蒸散速率；实际蒸散量仅在水可自由获得时才等于潜在蒸散量，当土壤水分限制供应时则较低。