近日,中国科学院水土保持研究所研究员刘文兆课题组在广义蒸散互补关系研究方面取得进展,相关成果在水文水资源领域刊物Water Resources Research和Journal of Hydrology上发表。水资源短缺是世界性问题,水资源的主要消耗形式表现为地表蒸散。但是受观测手段限制,长期以来地表蒸散研究在传统水文水资源研究中比较滞后,寻求合适的蒸散计算方法成为解决问题的关键。
基于陆-气间水分反馈机制,仅由常规气象数据估算蒸散量的蒸散互补方法就是学界着力探讨的一个方面。美国工程院院士Wilfried Brutsaert教授2015年在平流干旱(AA)模型的基础上提出了更具普遍意义的广义非线性平流干旱(GNAA)模型。GNAA模型与传统的线性AA模型比较,主要特点在于增加了与极端气候条件相适应的边界条件。
GNAA模型自提出以来,在被学术界接受和不断应用的同时,也受到一些学者的质疑。有学者指出,模型函数中自变量x在没有蒸散发生的极端干燥条件下的取值xmin,通常大于0,因此需要修正GNAA模型或者提出新的模型。刘文兆课题组通过深入分析,发现只需对GNAA模型中的参数c进行合适的调整,就可实现xmin大于0的边界要求,进而由GNAA模型模拟自然界中存在的具有不同xmin值的各类蒸散互补关系。
对xmin不等于0的分析,不仅仅适用于单点数据,多点数据条件下,因为数据间的共性特征,也存在统计平均意义上的xmin。实际应用时,由实测数据优化标定得到参数c,进而由参数c与xmin之间的函数关系,得到xmin值。相关研究结果以刘文兆为第一和通讯作者,发表在Water Resources Research 2020年第56卷第3期上。