保定小型蒸发年总量数据序列模拟与补全.docVIP

保定小型蒸发年总量数据序列模拟与补全 　　摘要 用保定国家基本气象站1991—2012年小型蒸发量、大型蒸发量数据，分析二者之间关系，运用回归分析法、比值法模拟此期间4—10月的小型蒸发量数据，将保定市近11年小型蒸发年总量数据序列补充完整，为单站点、长序列的小型蒸发器观测资料的有效使用提供参考，为指导农业生产、水利灌溉等方面提供可靠的数据依据。 　　关键词 大型蒸发；小型蒸发；比值法；回归分析法；河北保定 　　中图分类号 P332.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）22-0224-03 　　保定国家基本气象站1958年建站，开展部分气象要素观测、数据积累工作，1988年增加了大型蒸发观测任务，每年4—10月同时观测小型蒸发和大型蒸发。经过几年的对比观测，于2002年调整观测业务，小型蒸发器在1—3、11—12月使用，大型蒸发器在4—10月使用，造成小型蒸发和大型蒸发观测数据均不足12个月，缺少蒸发量年统计，在开展气象服务和气候研究中造成很大不便。 　　大型、小型蒸发之间的关系，已经有很多学者[1-4]进行了深入研究，主要是用回归分析法和比值法求得两者之间的订正公式，并对订正公式的使用价值和局限性进行了讨论。李菊香等[5]对邯郸市2002—2011年4—10月小型蒸发数据序列进行模拟，将2002—2011年邯郸市小型蒸发年总量数据序列补全，然而其数值换算局地性较强，无法在其他站点直接使用。笔者对保定站1991—2001年（1988、1989、1990年资料有缺测）4—10月观测的大型蒸发和小型蒸发同步资料进行统计分析，找出二者的换算关系，模拟出该期间的小型蒸发数据，将小型蒸发年总量数据序列补全。 　　1 资料来源与统计方法 　　1.1 资料 　　1991—2012年保定国家基本气象站逐月小型蒸发量和大型蒸发量观测数据，其使用的蒸发器分别为ADM7型、E601-B型。 　　1.2 统计方法 　　对1991—2001年4—10月小型蒸发量和大型蒸发量的各年合计值、各月平均值进行统计分析，再运用比值法和回归分析法分别对求得的各月平均值、各年合计值进行数学计算，得出大型蒸发、小型蒸发间的一元回归方程、换算公式，采取不同方法模拟出2002—2012年4—10月小型蒸发量总量合计值、月数据值和，得出合理的模拟值，补全该时期小型蒸发年总量数据序列。 　　小型、大型蒸发量的换算公式为：e=k×E[6-7] 　　一元线性回归方程为：e=a+b×E 　　式中，e、E分别为小型蒸发量、大型蒸发量，k为换算系数（小型蒸发量与大型蒸发量比值），a、b为待定系数。 　　2 结果与分析 　　2.1 1991—2001年4—10月小型蒸发量与大型蒸发量的关系 　　计算统计1991—2001年4—10月各月平均大型、小型蒸发量（图1），可以看出此期间小型蒸发量、大型蒸发量月平均变化趋势基本一致，6、10月蒸发量分别为月蒸发量最大值、最小值。计算统计此期间大型、小型蒸发总量值（图2），可以看出1991—2001年4—10月小型蒸发量与大型蒸发量年变化趋势基本一致，以1997年为界，此前蒸发量年变化平稳，此后波动增加，1997年大型蒸发量最大，2000年小型蒸发量最大。 　　统计1991—2001年大型、小型蒸发量4—10月各月平均值的差值和比值（表1），可以看出，大型蒸发量比小型蒸发量明显降低，差值月变化大，最小、最大差值分别为34.8、98.1 mm，分别出现在10、6月，平均为71.8 mm，但各月二者比值较稳定，为1.6～1.7，平均为1.7，4—7月比值比8—10月略微偏大。 　　计算统计1991—2001年4—10月大型、小型蒸发总量的差值和比值（表2），可以看出，其年平均差值为502.4 mm，最小差值359.2 mm出现在1991年，最大差值620.9 mm出现在2001年。然而大型、小型蒸发4—10月合计总量值的比值（换算系数）也较稳定，在1.5～1.9之间小幅变化，多年平均比值1.7。 　　2.2 运用比值法和回归分析法模拟2002—2012年4—10月小型蒸发总量值 　　2.2.1 4—10月各月回归方程。运用一元线性回归分析方法，经计算统计历年各月大型、小型蒸发量数据资料得到小型蒸发量的各月回归方程，其中，4、7、8、9、10月通过了a=0.001的显著性水平检验，5、6月通过了a=0.01的显著性水平检验（表3）。 　　2.2.2 4—10月蒸发总量的回归方程、换算系数。1991—2001年4—10月大型、小型蒸发量的换算系数选取多年平均比值1.7。经统计历年4—10月小型蒸发总量与大型蒸发总量，得出总量值回归方程为：e=432.401+1.094×E，通过a=0.01