释义

潜在蒸散(potential evapotranspiration，PET)既是水分循环的重要组成部分, 也是能量平衡的重要部分，它表示在一定气象条件下水分供应不受限制时, 某一固定下垫面可能达到的最大蒸发蒸腾量，也称为参考作物蒸散。潜在蒸散在地球的大气圈-水圈-生物圈中发挥着重要的作用，与降水共同决定区域干湿状况, 并且是估算生态需水和农业灌溉的关键因子。

影响因素

在全球增温背景下, 潜在蒸散的减少现象以及引起减少的主要原因引起了学者热烈广泛的讨论。一般而言, 主要有以下3 种解释: 蒸散互补(complementary evapotranspiration)、太阳辐射减少(global dimming)和风速减小(wind stilling)。

蒸散互补

根据蒸散互补理论, 潜在蒸散的变化与实际蒸散的变化呈反比, 潜在蒸散的减少印证了全球变暖导致的实际蒸散增加。然而蒸散互补仅适用于干旱地区, 在湿润地区, 实际蒸散受潜在蒸散控制,两者呈正比关系，无法利用蒸散互补解释潜在蒸散降低的现象。

太阳辐射

近50 年来全球很多区域日照时数和太阳总辐射减少，会使蒸发所需要的能量减少, 导致潜在蒸散减少。

太阳辐射是地表的能量来源. 用日照时数计算所得的太阳辐射与观测值间相关性较高。日照时数是我国南方地区潜在蒸散减少的主导因子, 特别是在夏季, 影响范围向北扩展至华北和东北, 这与观测到的全球中纬度地区和我国辐射减少密切相关。

自20 世纪50 年代以来, 全球地表太阳辐射经历了一个从减少到增加的过程, 转折点发生在1990 年左右。中国1961-1989 年地表太阳总辐射总体减少约11%, 1990-2003 年间略有回升。该变化特征与潜在蒸散在20 世纪90 年代后呈增加之间的关系值得在今后的研究中探讨。对辐射变化的原因尚存在争议。20 世纪90 年代之后全球大气透明度的增加是地表太阳辐射增加的重要原因，区域总云量的增加导致一些区域太阳辐射减少；而在中国总云量是减少的, 气溶胶和空气污染物的增加是太阳辐射减少的主要原因，但气溶胶对青藏辐射平衡的影响不大。大气湿度增加和人类对于能源消耗的增加也导致太阳总辐射下降。 风速减小, 气溶胶和其他空气污染物不易扩散, 导致日照时数降低，同时辐射减少亦导致风速降低。

风速

根据地面器测记录, 全球中纬度地区近地表风速减小， 我国区域平均风速在近几十年来也存在显著减弱的变化趋势，因此不断有研究将主要原因归为风速变化。以色列中部地区观测到蒸发皿蒸发量增加, 该地区太阳辐射减少, 而风速增加, 同样说明风速是主导因子。中国相对湿度在西部上升、东部下降, 是蒸发皿蒸发量下降的主导因子；而在印度, 相对湿度显著增加是导致当地潜在蒸散下降的主要原因。

风速减小是导致我国西北地区全年及各月潜在蒸散降低的主要原因, 秋冬季影响范围则基本覆盖全国。因为我国北部风速减小趋势大于南部，冬季风速的减小趋势远大于夏季。认为大气环流的变化是造成风速减小的最可能原因。受增温不均衡特征的影响, 冬季我国北方增温高于南方海洋, 夏季我国中南部地表降温而南海海洋和北太平洋西部增温, 温差减小；近50 年西伯利亚高压减弱, 海陆温差和气压差减小, 亚洲纬向环流加强、经向环流指数减弱；青藏高原高空南-北气压差显著减弱，以上变化特点造成我国大气环流减弱和风速减小。由于在较少受到人类干扰的青藏高原,风速亦显著减小(1966-2003 年, −0.017 m·s·a)，城市化发展、观测台站周边局部环境等变化会对风速产生一定影响。

由于潜在蒸散的影响因子众多, 其变化与各气候要素变化的时空差异复杂多样, 在不同区域的特定气候条件下，同一气候要素对潜在蒸散的作用也不尽相同，温度、水汽压和净辐射等影响要素的不同变化组合也会导致潜在蒸散呈增加或降低趋势。

时空分布特征

自20 世纪50 年代以来至21 世纪初, 全球潜在蒸散(包括器测蒸发皿蒸发)普遍减少, 变化范围大致在−1-−5 mm·a, 包括中国、俄罗斯、美国、西伯利亚、印度、以色列、澳大利亚和新西兰等地。在全球增温背景下, 潜在蒸散的减少现象以及引起减少的主要原因引起了学者热烈广泛的讨论。

空间分布特征

1971—2008 年全国平均ET为756 mm·a, 范围为349-1690 mm·a, 东北、青藏东部和西南地区值较低, 西北和华南地区值较高。在低海拔地区(<1000 m), ET与最高/最低气温的显著相关性最高,东北低蒸散区主要是低温导致, 华南高蒸散区与高温相对应。在中高海拔地区(≥1000 m), ET与相对湿度和日照时数的显著相关性最高, 青藏东部和西南部低蒸散区形成的主要原因是相对湿度较大、日照时间较短; 内蒙古干旱地区高蒸散区则具有相对湿度较小、日照时间较长的特点。

时间分布特征