ペンマン法

Penman式の解説
1.Penman式
2.空気力学項
3.熱収支項
4.FAOの作物蒸発散量の算定指針
5.純放射量の推定方法
Penman式
 S

Ep 
 
f (u 2 )(esa  ea )
  l  

γ
:温度-飽和水蒸気圧曲線の勾配
:乾湿計定数
S
:純放射量
l
:水の蒸発潜熱
f (u2) :風速関数
u2
:風速(高さ2m)
esa :飽和水蒸気圧
es
:水蒸気圧
Penman式
熱収支法と空気力学法の組み合わせ
Penman式
 S

Ep 
 
f (u 2 )(esa  ea )
  l  
熱収支項
空気力学項
Penman式の解説
1.Penman式
2.空気力学項
3.熱収支項
4.FAOの作物蒸発散量の算定指針
5.純放射量の推定方法
esa
飽和水蒸気
気温に対する大気が水蒸気を含み
える最大の水蒸気圧で,気温の関数
として表される。
esa
t
ea
水蒸気
大気圧全体の中で、水蒸気によっ
て占められる圧力(分圧)。
飽和水蒸気圧に相対湿度を乗じて
求めることができる。
この比が相対湿度
RH=(ea/esa)×100
esa
ea
t
Δ
温度飽和水蒸気圧
曲線の勾配
気温に対する飽和水蒸気圧曲線の
勾配で,気温の関数として表される。
esa

ea
t
γ
乾湿計定数
潜熱エネルギーと顕熱エネルギー
を変換する定数であり,大気圧・気温
の関数として表される。一般には
0.66hPa/℃として扱って良い。
風速 uH
風速 u2
風速測定高度(m)
2m高度の風速への変換係数
風速関数
f(u)
z
E=f(u2)(esa-ea)

 
f (u )(e  e )
2
sa
a
f(u2)(esa-ea)
esa
t
Penman式の解説
1.Penman式
2.空気力学項
3.熱収支項
4.FAOの作物蒸発散量の算定指針
5.純放射量の推定方法
l
水の蒸発潜熱
水を蒸発させるために必要なエネル
ギーであり,気温の関数として算定で
きる。 約2.5MJ/kgあるいは600cal/g。
多量のエネルギーが水蒸気と共に輸送される。
潜熱フラックス
地中熱フラックス
顕熱フラックス
S
純放射量
表面における短波放射と長波放射
の収支であり,日照時間(日射量),
気温,湿度の関数として算定される。
放射収支
純放射=
放射収支
Ld
長波放射
S
Rs
αRs
Lu
短波放射
熱収支
S
Rn
Ld
Rs
lET
C
αRs
Lu
G
H
Penman式の解説
1.Penman式
2.空気力学項
3.熱収支項
4.FAOの作物蒸発散量の算定指針
5.純放射量の推定方法
1977
Penman
Pan
Radiation
Temperature
1998
Penman-Monteith
h=0.12 (m)
rs=70 (s/m)
ra=208 / u2 (s/m)
ETo → Etc → ETc adj
FAO
Kcb
KsKcb+Ke
FAO
作物係数
宇宙空間
FAO
ストレス係数Ks、土壌面蒸発係数Ke
KsKcb+Ke
FAO
係数の変化
FAO
土壌水分の減少
Penman式の解説
1.Penman式
2.空気力学項
3.熱収支項
4.FAOの作物蒸発散量の算定指針
5.純放射量の推定方法
大気外水平面日射量
86400
 sin  sin   sin o cos cos 
Qa 
2 1000000 o
 (d / do )
So

放射スペクトル(k W/m2/μ m)
宇宙空間
大気圏外
太陽放射
6000K
海水面
大気路程 1.5
波長(μ m)
地球ー太陽間距離
4月4日頃
1.017AU
0.983AU
7月4日頃
10月5日頃
do=1AU=1.496×108km
1月3日頃
地球ー太陽間距離と日射量
S2
d0=1AU
d2
d0:平均距離
d0
S0
S0=1,367W/m2
d1
S1
So・4πdo2=S1・4πd12=S2・4πd22
S0:太陽定数
S
So
d / do 2
太陽赤緯
春分(3月20~21日)
δ=0゚
夏至(6月21~22日)
δ=23.5゚
秋分(9月22~23日)
δ=0゚
冬至(12月21~22日)
δ=-23.5゚
太陽赤緯δ=-23.5゚~23.5゚
太陽高度と水平面日射量
天頂
Sd
h
Sh
Ah
Ad
Sh・Ah=Sd・Ad
Sh=Sd・(Ad /Ah)=Sd・sinh
時角と日没時角
12 : 00am  12 : 00
  0(hr)
  0(rad)
N  16(hr)
  2 / 3 (rad)
  0  2 / 3 (rad)
  8(hr)
  0  8(hr)
8 : 00pm  20 : 00
4 : 00am  4 : 00
0
0
大気外水平面日射量(MJ/m2)
大気外水平面日射量
月
FAO(1998)から抜粋
可照時間(hr/day)
可照時間
月
FAO(1998)から抜粋