【正文】 間界面上的分子交換現(xiàn)象。包括水分子自水面逸出，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)；以及水面上的水汽分子返回液面，由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。通常所指的蒸發(fā)量，即是從蒸發(fā)面躍出的水量和返回蒸發(fā)面的水量之差值，稱為有效蒸發(fā)量。從能態(tài)理論觀點來看，在液態(tài)水和水汽兩相共存的系統(tǒng)中，每個水分子都具有一定的動能，能逸出水面的首先是動能大的分子，而溫度是物質(zhì)分子運動平均動能的反映，所以溫度愈高，自水面逸出的水分子愈多。由于躍入空氣中的分子能量大，蒸發(fā)面上水分子的平均動能變小，水體溫度因而降低。單位質(zhì)量的水，從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時所吸收的熱量，稱為蒸發(fā)潛熱，以表示，其值與蒸發(fā)面溫度有以下關(guān)系：（） （）反之，水汽分子因本身受冷或受到水面分子的吸引作用而重回水面，發(fā)生凝結(jié)。在凝結(jié)時水分子要釋放熱量，在相同溫度下，凝結(jié)潛熱與蒸發(fā)潛熱相等。所以說蒸發(fā)過程既是水分子交換過程，亦是能量的交換過程。（二）土壤蒸發(fā)土壤蒸發(fā)是發(fā)生在土壤孔隙中的水的蒸發(fā)現(xiàn)象，它與水面蒸發(fā)相比較，不僅蒸發(fā)面的性質(zhì)不同，更重要的是供水條件的差異。土壤水在汽化過程中，除了要克服水分子之間的內(nèi)聚力外，還要克服土壤顆粒對水分子的吸附力。從本質(zhì)上說，土壤蒸發(fā)是土壤失去水分的干化過程，隨著蒸發(fā)過程的持續(xù)進行，土壤中的含水量會逐漸減少，因而其供水條件越來越差。土壤的實際蒸發(fā)量亦隨之降低。根據(jù)土壤供水條件的差別以及蒸發(fā)率的變化，可將土壤的干化過程劃分為如下三個階段：.定常蒸發(fā)率階段在充分供水條件下，水通過毛管作用，源源不斷地輸送到土壤表層供蒸發(fā)之用，蒸發(fā)快速進行，蒸發(fā)率相對穩(wěn)定，其蒸發(fā)量等于或近似于相同氣象條件下的水面蒸發(fā)，在此階段，土壤蒸發(fā)主要受氣象條件的影響。.蒸發(fā)率下降階段由于蒸發(fā)不斷耗水，土壤中的水逐漸減少，當降到某一臨界值田以后（其值相當于土壤田間持水量），土壤的供水能力，不能滿足蒸發(fā)需要，蒸發(fā)率將隨著土壤含水量的減少而減小，于是土壤蒸發(fā)進入蒸發(fā)率明顯下降階段。在此階段，由于供水不足，毛管水上升能力達不到表土。土壤水主要以薄膜水的形式，由水膜厚的地方向水膜薄的地方運動，所以蒸發(fā)速度明顯低于第一階段。其蒸發(fā)量的大小主要決定于土壤含水量，氣象因素則退居次要地位。.蒸發(fā)率微弱階段當土壤含水量逐步降低到第二個臨界點凋（其值相當于植物無法從土壤中吸收水而開始凋萎枯死時的土壤含水量，稱凋萎系數(shù)），土壤蒸發(fā)便進入蒸發(fā)率微弱階段。在此階段內(nèi)土壤水由底層向土面的薄膜運動亦基本停止，土壤液體水供應中斷，只能依靠下層水汽化向外擴散，此時土壤蒸發(fā)在較深的土層中進行，其汽化擴散的速度主要與上下層水汽壓梯度及水汽所通過的路徑長短和彎曲程度有關(guān)，并隨汽化層的不斷向下延伸，蒸發(fā)愈來愈弱。（三）植物散發(fā)植物散發(fā)又稱植物蒸騰，其過程大致是：植物的根系從土壤中吸收水后，經(jīng)由根、莖、葉柄和葉脈輸送到葉面，并為葉肉細胞所吸收，其中除一小部分留在植物體內(nèi)外，％以上的水分在葉片的氣腔中汽化而向大氣散逸。所以植物蒸發(fā)不僅是物理過程，也是植物的一種生理過程，比起水面蒸發(fā)和土壤蒸發(fā)都要來得復雜。植物對水的吸收與輸送功能是在根土滲透勢和散發(fā)拉力的共同作用下形成的。其中根土滲透勢的存在是植物本身所具備的一種功能。它是在根和土共存的系統(tǒng)中，由于根系中溶液濃度和四周土壤中水的濃度存在梯度差而產(chǎn)生的。這種滲透壓差可高達十余個大氣壓，使得根系象水泵一樣，不斷地吸取土壤中的水。散發(fā)拉力的形成則主要與氣象因素的影響有關(guān)。當植物葉面散發(fā)水汽后，葉肉細胞缺水，細胞的溶液濃度增大，增強了葉面吸力，葉面的吸力又通過植物內(nèi)部的水力傳導系統(tǒng)（即葉脈、莖、根系中的導管系統(tǒng)）而傳導到根系表面，使得根的水勢降低，與周圍的土壤溶液之間的水勢差擴大，進而影響根系的吸力。這種由于植物散發(fā)作用而拉引根部水向上傳導的吸力，稱為散發(fā)拉力，散發(fā)拉力吸收的水量可達植物總需水量的％以上。由于植物的散發(fā)主要是通過葉片上的氣孔進行的，所以葉片的氣孔是植物體和外界環(huán)境之間進行水汽交換的門戶。而氣孔則有隨著外界條件變化而收縮的性能，從而控制植物散發(fā)的強弱。一般來說，在白天，氣孔開啟度大，水散發(fā)強，植物的散發(fā)拉力也大；夜晚氣孔關(guān)閉，水散發(fā)弱，散發(fā)拉力亦相應的降低。二、影響蒸發(fā)的因素影響蒸發(fā)的因素復雜多樣，其中主要有以下三方面：（一）供水條件蒸發(fā)現(xiàn)象的先決條件是蒸發(fā)面存在水，通常將蒸發(fā)面的供水條件區(qū)分為充分供水和不充分供水兩種。一般將水面蒸發(fā)及含水量達到田間持水量以上的土壤蒸發(fā)，均視為充分供水條件下的蒸發(fā)；而將土壤含水量小于田間持水量情況下的蒸發(fā)，稱為不充分供水條件下的蒸發(fā)。通常，將處在特定的氣象環(huán)境中，具有充分供水條件的可能達到的最大蒸發(fā)量，稱為蒸發(fā)能力，又稱潛在蒸發(fā)量或最大可能蒸發(fā)量。對于水面蒸發(fā)而言，自始至終處于充分供水條件下，因此可以將相同氣象條件下的自由水面蒸發(fā)，視為區(qū)域（或流域）的蒸發(fā)能力。由于在充分供水條件下，蒸發(fā)面與大氣之間的顯熱交換與內(nèi)部的熱交換都很小，可以忽略不計，因而輻射平衡的凈收入完全消耗于蒸發(fā)，則蒸發(fā)能力可按下式確定：式中，為蒸發(fā)能力；為輻射平衡值；△為時段長；為蒸發(fā)潛熱。但必須指出，實際情況下的蒸發(fā)可能等于蒸發(fā)能力，亦可能小于蒸發(fā)能力。此外，對于某個特定的蒸發(fā)面而言，其蒸發(fā)能力并不是常數(shù)，而要隨著太陽輻射、溫度、水汽壓差以及風速等條件的變化而不同。（二）影響蒸發(fā)的動力學與熱力學因素.動力學因素影響蒸發(fā)的動力學因素主要有如下三方面。）水汽分子的垂向擴散通常，蒸發(fā)面上空的水汽分子，在垂向分布上極不均勻。愈近水面層，水汽含量就愈大，因而存在著水汽含量垂向梯度和水汽壓梯度。于是水汽分子有沿著梯度方向運行擴散的趨勢。垂向梯度愈顯著，蒸發(fā)面上水汽的擴散作用亦愈強烈。）大氣垂向?qū)α鬟\動垂向?qū)α魇侵赣烧舭l(fā)面和空中的溫差所引起，運動的結(jié)果是把近蒸發(fā)面的水汽不斷地送入空中，使近蒸發(fā)面的水汽含量變小，飽和差擴大，從而加速了蒸發(fā)面的蒸發(fā)。（）大氣中的水平運動和湍流擴散在近地層中的氣流，既有規(guī)則的水平運動，亦有不規(guī)則的湍流運動（渦流）。運動的結(jié)果，不僅影響水汽的水平和垂向交換過程，影響蒸發(fā)面上的水汽分布，而且也影響溫度和飽和差，進而影響蒸發(fā)面的蒸發(fā)速度。.熱力學因素從熱力學觀點看，蒸發(fā)是蒸發(fā)面與大氣之間發(fā)生的熱量交換過程。蒸發(fā)過程中如果沒有熱量供給，蒸發(fā)面的溫度以及飽和水汽壓就要逐步降低，蒸發(fā)亦隨之減緩甚至停止。由此可知，蒸發(fā)速度在很大程度上取決于蒸發(fā)面的熱量變化。影響蒸發(fā)面熱量變化的主要因素如下：（）太陽輻射太陽輻射是水面、土壤、植物體熱量的主要來源。太陽輻射強烈，蒸發(fā)面的溫度就升高，飽和水汽壓增大，飽和差也擴大，蒸發(fā)速度就大。反之，蒸發(fā)速度就降低。由于太陽輻射隨緯度而變，并有強烈的季節(jié)變化和晝夜變化，因而各種蒸發(fā)面的蒸發(fā)，亦呈現(xiàn)強烈的時空變化特性。對于植物散發(fā)來說，太陽輻射和溫度的高低，還可通過影響植物體的生理過程而間接影響其散發(fā)。當溫度低于℃，植物幾乎停止生長，散發(fā)量極少。在℃以上，散發(fā)隨溫度升高而遞增。但當溫度＞℃時，葉面的氣孔失去調(diào)節(jié)能力，氣孔全部敞開，散發(fā)量大增，一旦耗水量過多，植物將枯萎。（）平流時的熱量交換主要指大氣中冷暖氣團運行過程中發(fā)生的與下墊面之間的熱量交換。這種交換過程具有強度大，持續(xù)時間較短，對蒸發(fā)的影響亦比較大的特點。此外，熱力學因素的影響，往往還和蒸發(fā)體自身的特性有關(guān)。以水體為例，水體的含鹽度、渾濁度以及水深的不同，就會導致水體的比熱、熱容量的差異，因而在同樣的太陽輻射強度下，其熱量變化和蒸發(fā)速度也不同。如礦化度大于克升，透明度小于米，濃度為—克厘米的污水，其蒸發(fā)量僅為淡水蒸發(fā)量的％。（三）土壤特性和土壤含水量的影響土壤特性和土壤含水量主要影響土壤蒸發(fā)與植物散發(fā)。.對土壤蒸發(fā)的影響圖為不同質(zhì)地的土壤含水量與土壤蒸發(fā)比點相應的土壤含水量，稱為臨界含水量。當實際的土壤含水量大于此臨界值時，則蒸發(fā)量與蒸發(fā)能力之比值接近于，即土壤蒸發(fā)接近于蒸發(fā)能力，并與土壤含水量無關(guān)；當土壤含水量小于臨界值，則蒸發(fā)比與含水量呈直線關(guān)系。在這種情況下，土壤蒸發(fā)不僅與含水量成正比，而且還與土壤的質(zhì)地有關(guān)。因為土壤的質(zhì)地不同，土壤的孔隙率及連通性也就不同，進而影響土壤中水的運動特性，影響土壤水的蒸發(fā)。.對植物散發(fā)的影響植物散發(fā)的水來自根系吸收土壤中的水，所以土壤的特性和土壤含水量自然會影響植物散發(fā)，不過對影響的程度還有不同的認識。有的學者認為，植物的散發(fā)量與留存在土壤內(nèi)可供植物使用的水大致成正比；另一些人則認為，土壤中有效水在減少到植物凋萎含水量以前，散發(fā)與有效水無關(guān)。所謂有效水是指土壤的田間持水量與凋萎含水量之間的差量。三、蒸發(fā)量的計算(略)蒸發(fā)量的計算包括水面蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)、植物散發(fā)以及流域總蒸發(fā)量的計算，涉及面比較寬，方法亦多種多樣。但歸納起來不外乎三種途徑：一是采用一定的儀器和某種手段進行直接測定；二是根據(jù)典型資料建立地區(qū)經(jīng)驗公式，以進行估算；三是通過成因分析建立理論公式，進行計算。這三條途徑各有其長處，亦都有局限性，現(xiàn)分述如下：（一）水面蒸發(fā)量的確定.器測法器測法是直接運用陸地蒸發(fā)器、蒸發(fā)池及水面漂浮蒸發(fā)器，測定水面蒸發(fā)量的方法。方法簡便實用，歷史悠久。各地實測資料也較充足，但由于蒸發(fā)器的水熱條件和天然水面不同，所以測出的蒸發(fā)量需要通過折算，才能轉(zhuǎn)化為天然水面蒸發(fā)量。其折算關(guān)系為：式中，為水面實際蒸發(fā)量；’為蒸發(fā)器測定值；為折算系數(shù)。根據(jù)試驗，折算系數(shù)值因蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、口徑大小以及季節(jié)、氣候等條件的不同而有差別。為統(tǒng)一起見，世界氣象組織的站網(wǎng)指南中規(guī)定：以前蘇聯(lián)埋設(shè)在地下的ГГИ厘米型蒸發(fā)器、美國埋設(shè)在地下的級蒸發(fā)器（Φ厘米）作為國際上一般測站觀測水面蒸發(fā)的標準儀器。我國亦由以前的Φ和Φ型蒸發(fā)器統(tǒng)一為型蒸發(fā)器。各地經(jīng)對比試驗，總結(jié)出不同類型蒸發(fā)器的值如表。.經(jīng)驗公式法在缺乏實測資料情況下，可采用經(jīng)驗公式估算水面蒸發(fā)。此類公式國內(nèi)外很多，基本特征是選擇有實測資料的飽和水汽壓、風速等作為主要參數(shù)，其它因素統(tǒng)一作為有關(guān)系數(shù)來考慮。其一般形式為：()() （）式中，（）為風速函數(shù)；為飽和水汽壓；為水面上高度的實際水汽壓；為系數(shù)。此類公式國外的如：）公式()() （））公式()() （）式中，、分別為水面上米、米處的水汽壓；為水面上米高處的風速。國內(nèi)的有：）原華東水利學院于年綜合國內(nèi)個蒸發(fā)站資料得出的公式：式中，、分別為水面上厘米高處水汽壓與風速。）重慶蒸發(fā)站得出的公式：()() （）式中，為月蒸發(fā)量；為某月日數(shù)；其它符號同前。.熱量平衡法熱量平衡法是建立在水面蒸發(fā)不僅是水交換過程、亦是熱量交換過程，并遵循能量守恒原理這一基礎(chǔ)之上的。例如，假設(shè)有一水柱體，底部無垂直熱交換，則根據(jù)熱量平衡原理建立如下平衡方程式：（） （）式中，為太陽凈輻射（為太陽輻射、反射輻射、水體長波輻射三者之間的平衡值）；為傳導感熱損失；為蒸發(fā)耗熱量；為出入水流帶進帶出的熱量平衡值；為水體儲熱變量。由于，是蒸發(fā)潛熱；并令β代入式（）得：這就是應用熱量平衡原理建立的計算蒸發(fā)量的基本公式。式中β稱波溫比（感熱損失量與蒸發(fā)耗熱量之比）式中，為波溫常數(shù)℃；為大氣壓強；為水面溫度（℃）；為近表面氣溫（℃）；為水面溫度的飽和水汽壓；為溫下的空氣水汽壓。于是式（）可改寫為：由于式中各項熱量收支及有關(guān)項均需進行觀測或計算，難度比較大，所以限制了本法的實際應用。彭曼（）在熱量平衡基礎(chǔ)上又考慮了水汽的輸送，于年提出了綜合法。以后又經(jīng)修正成為既有一定理論基礎(chǔ)又較實用的計算蒸發(fā)量的方法。公式如下：式中，、符號同前；γ（即波溫常數(shù)與表面大氣壓強之乘積）；、分別為米高處飽和水汽壓和實際水汽壓；在上二式中，、分別為水面和高度米處的溫度；、分別為與、相應的飽和水汽壓；為水汽紊動擴散系數(shù)；為紊動粘滯系數(shù)；ρ為濕空氣密度；為常數(shù)；、為計算時分別取用的兩個高程；由上述修正后的彭曼公式可知，計算時除了需要熱量項的資料外，再就是某一高度（通常定為米）風速、氣溫和水汽壓資料。如果熱量收支情況較簡單，、均可忽略不計，則彭曼公式使用起來相當簡便。在實際工作中，為了計算方便，常將有關(guān)參數(shù)值制成諾模圖供查算。（二）土壤蒸發(fā)量的確定確定土壤蒸發(fā)量的方法也有器測法、經(jīng)驗公式法、水量平衡法、熱量平衡法等?，F(xiàn)就前兩種方法簡要介紹如下。.器測法 用以測定土壤蒸發(fā)量的儀器很多。常用的有蘇聯(lián)ГГИ型土壤蒸發(fā)器以及大型蒸滲儀。測定的基本原理是，通過直接稱重或靜水浮力稱重的方法測出土體重量的變化，據(jù)此計算出土壤蒸發(fā)量的變化。其中蒸滲儀還有非稱重的。另有一種負壓計，又稱張力計，是利用土壤含水量與土壤水吸力的關(guān)系來測定土壤的含水量變化，從而確定土壤的蒸發(fā)量。此外，還有應用γ射線和中子等核物理手段，測定土壤含水量的變化。我國安徽省滁州徑流實驗站在應用γ射線和中子法測定土壤含水量方面取得了一定經(jīng)驗。迄今，器測法主要適用于單點土壤蒸發(fā)量的測定，對于大面積范圍內(nèi)的土壤蒸發(fā)量的測定，由于受到復雜的下墊面條件（包括植被、土壤自身條件）的影響，其方法受到極大的限制。.經(jīng)驗公式法土壤蒸發(fā)經(jīng)驗公式的建立原理與水面蒸發(fā)相同，所以其公式的結(jié)構(gòu)亦相似。177。(’) （）式中，177。為土壤蒸發(fā)量；為反映氣溫、濕度、風等外界條件的質(zhì)量交換系數(shù)；’為土壤表面水汽壓，當表土飽和時’等于飽和水汽壓）；為大氣水汽壓。（三）植物散發(fā)量的確定植物散發(fā)量的確定亦比較復雜，一般可歸納為直接測定和分析估算兩種方法。直接測定法有器測法、坑測法及棵枝稱重法等。器測法是將植物栽種在不漏水的圓筒內(nèi)，視植