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蒸发量与可能蒸散量

蒸发量与可能蒸散量

林学贤
2020年3月

你可能知道「蒸发」是甚么,但你又听过「蒸散」吗?
蒸发量和蒸散量都是水文观测的其中两个重要元素。「蒸发量」是水由液态转变成气态而进入大气中的总耗水量。蒸发跟阳光、风力、温度和湿度有关。而从土壤和植物表面进入大气的耗水量就是「蒸散量」。「可能蒸散量」则是在土壤经常保持湿润的状况下所可能出现的蒸散量。这些数据对研究水文气象及农业、兴建水塘和淡水湖均十分有用。
在京士柏气象站,量度水面蒸发量的工作始于1957年,而「可能蒸散量」的观测更早于1951年开始,两者均一直维持到现在。传统上量度蒸发量是用蒸发皿(图一),皿内注入清水,并设有固定针规刻划未蒸发前的水面高度。气象技术员要每日定时注水入皿内并小心量度其分量,直至水面刚刚回复接触到固定针规。这个分量的水即代表过去24小时内的蒸发量。如果曾下雨,水位高于针规,则要从皿内抽水出来量度,雨量减去抽出来的水量便是当天的蒸发量了。但假若雨量太多而令蒸发皿满溢,蒸发量便无法准确计算。
图一
图一   蒸发皿
而「可能蒸散量」是用砖和水泥建成的蒸散量测定装置来观测,上面载满泥土和种满短草(图二),下面有一条引出管由装置底部伸到另一个承接排水的水缸内。以往气象技术员每日定时在草面洒上定量水分确保泥土饱和湿润,致使翌日引出管有水分流出。假定蒸散量测定装置内的含水量在两次量度时间之间保持不变,则洒上草面的水分和漏出的水分之差即代表「可能蒸散量」。如果过去24小时内有雨,则雨量亦列入计算之内。
图二
图二   蒸散量测定装置
2016年开始,天文台技术人员陆续把这两个观测自动化,改用电子方式量度和计算,无需再用人手观测,针规、度水尺、量水器皿等悉数退役。现在量度水位高度变化,只需要放一枚电子压力计于蒸发皿或水缸中(图三),装置便能凭水压计算出水位高度和改变,从而计算出「蒸发量」和「可能蒸散量」。在大雨出现时,当水深到达某预设高度,装置亦会记录下来,并把皿中或缸中的水用泵排走,以防因水满而溢出,影响读数。自动化观测除了节省人力外,亦免除了可能因不同人员观测而造成的误差,还增加大雨日子的数据的可用性。
图三
图三   量度水深的压力计