Actual Evaporation from Natural Green Land over European Russia: Available Observations and Restored Data
https://doi.org/10.15356/0373-2444-2016-2-49-60
Abstract
Analysis of changes in actual evaporation from natural green land from 1960 to 1986 is carried out for the European territory of Russia. Regions of specific changes in evaporation value are selected. It is shown that evaporation increase is observed over the whole territory under the study. Evaporation increase intensity is maximal in the forest zone and in the meadow steppe zone. Actual evaporation changes from 1987 are assessed using observations on pan evaporation and precipitation for the warm season of the year. It is shown that suggested empirical method allows to obtain sufficiently realistic estimates of actual evaporation from natural green land at least for the warm season. Analysis of observed and restored actual evaporation showed that small increase of its values from 1966 to 2010 is observed over European Russia despite its little decrease from 1987.
References
1. Будаговский А.И. Испарение почвенной влаги. М.: Наука, 1964. 243 с.
2. Будыко М.И. Испарение в естественных условиях. Л.: Гидрометеоиздат, 1948. 136 с.
3. Будыко М.И. Тепловой баланс земной поверхности. Л.: Гидрометеоиздат, 1956. 255 с.
4. Будыко М.И., Зубенок Л.И. Определение испарения с поверхности суши // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1961. № 6. С. 3−17.
5. Голубев В.С., Вершинин А.П., Виноградов В.В. Перспективы усовершенствования методов измерения и расчёта испарения с водной поверхности и суши // Тр. ГГИ. 1961. Вып. 277. С. 3−21.
6. Голубев В.С., Лоримор Дж.Х., Гройсман П.Я., Сперанская Н.А., Журавин С.А., Менни М.Дж., Петерсон Т.К., Малон Р.В. Изменения испарения на территории бывшего Советского Союза и континентальной части Соединённых Штатов. Новые оценки // Изменения климата и их последствия / Под ред. Г.В. Менжулина. СПб.: Наука, 2002. С. 221−230.
7. Голубев В.С. , Сперанская Н.А., Цыценко К.В. Суммарное испарение в бассейне Волги и его изменчивость // Метеорология и гидрология. 2003. № 7. С. 89−99.
8. Каган Р.Л. Осреднение метеорологических полей. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 212 с.
9. Константинов А.Р. Испарение в природе. Л.: Гидрометеоиздат, 1963. 561 с.
10. Крестовский О.И., Федоров С.Ф., Виноградов В.В. Определение декадных, месячных и сезонных величин испарения с поверхности водосборов и сельскохозяйственных полей // Матер. семинара по расчётам водного баланса речных бассейнов и организации комплексных воднобалансовых и агрометеорологических наблюдений. Валдай. 1966. С. 28−66.
11. Логинов В.Ф., Волчек А.А. Водный баланс речных водосборов Белоруссии. Минск: Тонпик, 2006. 160 с.
12. Сперанская Н.А. Потенциально возможное и видимое испарение и его изменения на Европейской территории России за последние 50 лет // Водные ресурсы. 2016. № 4.
13. Сперанская Н.А., Цыценко К.В. Суммарное испарение в бассейне Дона и его изменчивость // Метеорология и гидрология. 2008. № 4. С. 89−100.
14. Сперанская Н.А., Цыценко К.В. Суммарное испарение в бассейнах рек Северная и Западная Двина и его изменчивость // Метеорология и гидрология. 2013. № 8. С. 77−87.
15. Старцева З.П. Учёт теплопереноса в почве в модели суммарного испарения // Метеорология и гидрология. 1990. № 11. С. 93−100.
16. Старцева З.П. Исследование влияния почвенных и метеорологических характеристик на суммарное испарение с помощью модели влагопереноса в системе почва – растительность – атмосфера // Водные ресурсы. 1999. № 4. С. 438−445.
17. Фёдоров С.Ф. Испарение с леса и поля в различные по увлажнению годы // Тр. ГГИ. 1965. Вып. 123. С. 22−35.
18. Харченко К.И. Агроклиматические условия и испарение с сельскохозяйственных полей в степях Нижнего Дона // Тр. ГГИ. 1959. Вып. 71. С. 36−86.
19. Allen R.G., Pereira L.S., Raes D., and Smith M. Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements // FAO Irrigation and Drainage Paper. 1998. No. 56. FAO, Rome, Italy. 300 p. (http:// www.fao.org/docrep/X0490E/X0490E00.htm).
20. Alvenäs G. and Jansson P.E. Model for evaporation, moisture and temperature of bare soil: calibration and sensitivity analysis // Agric. Forest Meteorol. 1997. Vol. 88. Iss. 1−4. P. 47−56.
21. Bouchet R.J. Evapotranspiration reelle et potentielle, signification climatique // Symposium on Surface Waters. IAHS Publication. 1963. No. 62. P. 134–142.
22. Brutsaert W. Evaporation into the atmosphere. Theory, history and applications. L. 1982. 328 p.
23. Brutsaert W. and Stricker H. An advection-aridity approach to estimate actual regional evapotranspiration // Water Resour. Res. 1979. Vol. 15. No. 2. P. 443−450.
24. Brutsaert W. and Parlange M.B. Hydrologic cycle explains the evaporation paradox // Nature. 1998. Vol. 396. P. 30. Doi: 10.1038/23845.
25. Choudhury B.J. Evaluation of an empirical equation for annual evaporation using field observations and results from a biophysical model // J. Hydrol. 1999. Vol. 216. Iss. 1−2. P. 99−110. Doi:10.1016/S0022–1694(98)00293–5.
26. Droogers P. Estimating actual evapotranspiration using a detailed agro-hydrological model // J. Hydrol. 2000. Vol. 229. Iss. 1−2. P. 50−58. Doi: 10.1016/S0022-1694(99)00198-5.
27. Gao G., Chen D., Xu C., and Simelton E. Trend of estimated actual evapotranspiration over China during 1960–2002 // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. D11120. Doi: 10.1029/2006JD008010.
28. Golubev V.S., Lawrimore J., Groisman P.Ya., Speranskaya N.A., Zhuravin S.A., Menne M.J., Peterson T.C., and Malone R.W. Evaporation changes over the contiguous United States and the former USSR: A reassessment // Geophys. Res. Lett. 2001. Vol. 28. P. 2665−2668.
29. Granger R.J. and Gray D.M. Evaporation from natural nonsaturated surfaces // J. Hydrol. 1989. Vol. 111. Iss. 1−4. P. 21−29.
30. Hobbins M.T., Ramirez J.A., and Brown T.C. The complementary relationship in estimation of regional evapotranspiration: An enhanced advection-aridity model // Water Resour. Res. 2001a. Vol. 37. No. 5. P. 1389−1403.
31. Hobbins M.T., Ramіrez J.A., and Brown T.C. Trends in regional evapotranspiration across the United States under complementary relationship hypotheses // Proceedings of Hydrology Days 2001 (April 2−5, 2001). Colorado, 2001b. P. 106−121.
32. Hobbins M.T., Ramirez J.A., and Brown T.C. Trends in pan evaporation and actual evapotranspiration across the conterminous U.S.: Paradoxical or complementary? // Geophys. Res. Lett. 2004. Vol. 31. L13503. Doi: 10/10029/2004GL019846.
33. Hsuen-Chun Y. A composite method for estimating annual actual evapotranspiration // Hydrol. Sci. J. 1988. Vol. 33. Iss. 4. P. 345−356. Doi: 10.1080/02626668809491258.
34. Liu S., Bai J., Jia Z., Jia L., Zhou H., and Lu L. Estimation of evapotranspiration in the Mu Us Sandland of China // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2010. Vol. 14. No. 3. P. 573−584.
35. Milly P.C.D. and Dunne K.A. Trends in evaporation and surface cooling in the Mississippi River basin // Geophys. Res. Lett. 2001. Vol. 28. No. 7. P. 1219−1222. Doi: 10.1029/2000GL012321.
36. Morton F.I. Potential evaporation and river basin evaporation // J. Hydraul. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng. 1965. Vol. 91. No. HY6. P. 67−97.
37. Morton F.I. Operational estimates of areal evapotranspiration and their significance to the science and practice of hydrology // J. Hydrol. 1983. Vol. 66. Iss. 1−4. P. 1−76.
38. Ohmura A. and Wild M. Is the hydrological cycle accelerating? // Science. 2002. Vol. 298. No. 5597. P. 1345−1346. Doi: 10.1126/science.1078972.
39. Penman H.L. Natural evaporation from open water, bare soil and grass // Proc., Royal Soc. L. 1948. Ser. A. Iss. 193. P. 120–145.
40. Poulovassilis A., Anadranistakis M., Liakatas A., Alexandris S., and Kerkides P. Semi-empirical approach for estimating actual evapotranspiration in Greece // Agricultural Water Management. 2001. Vol. 51. No. 2. P. 143−152.
41. Raghuwanshi N.S. and Wallender W.W. Converting from pan evaporation to evapotranspiration // ASCE J. Irrig. Drain. Eng. 1998. Vol. 124. No. 5. P. 275−277.
42. Ramнrez J.A., Hobbins M.T., and Brown T.C. Observational evidence of the complementary relationship in regional evaporation lends strong support for Bouchet’s hypothesis // Geophys. Res. Let. 2005. Vol. 32. L15401. Doi: 10.1029/2005GL023549.
43. Sentelhas P.C. and Folegatti M.V. Class A pan coefficients (Kp) to estimate daily reference evapotranspiration (ETo) // Rev. bras. eng. agrнc. ambient. 2003. Vol.7. No. 1. P. 111−115. Doi: 10.1590/S1415–43662003000100018.
44. Snyder R.L. Equation for evaporation pan to evapotranspiration conversion // ASCE J. Irrig. Drain. Eng. 1992. Vol. 118. No. 6. P. 977−980.
45. Sorman A.U. and Abdulrazzak M.J. Estimation of actual evaporation using precipitation and soil moisture records in arid climates // Hydrological Processes. 1994. Vol. 9. No. 7. P. 729−741.
46. Szilagyi J. On Bouchet’s complementary hypothesis // J. Hydrol. 2001. Vol. 246. Iss. 1−4. P. 155−158.
47. Szilagyi J. On the inherent asymmetric nature of the complementary relationship of evaporation // Geophys. Res. Lett. 2007. Vol. 34. L02405. Doi: 10.1029/2006GL028708.
48. Thornthwaite C.W. An approach toward a rational classification of climate // Geog. Review. 1948. Vol. 38. No. 1. P. 55–94.
49. Xinfa Qio, Zeng Yan, Miao Qilong, and Yu Qiang. Estimation of annual actual evapotranspiration from nonsaturated land surfaces with conventional meteorological data // Science in China. Ser. D Earth Sciences. 2004. Vol. 47. No. 3. P. 239−246.
50. Xu C-Y., Gong L., Tong J., and Chen D. Decreasing reference evapotranspiration in a warming climate – a case of Changjiang (Yangtze) river catchment during 1970–2000 // Advances in Atmosph. Sci. 2006. Vol. 23. No. 4. P. 513–520. Doi: 10.1007/s00376-006-0513-4.
51. Xu X. and Yang D. Analysis of catchment evapotranspiration at different scales using bottom-up and topdown approaches // Front. Archit. Civ. Eng. China. 2010. Vol. 4. No. 1. P. 65−77.
52. Yang H., Yang D., Cong Z., and Lei Z. Analysis of the dominant climatic factors of evaporation change over the main basins in mainland China based on Budyko and Bouchet hypotheses // Hydrological Modelling and Integrated Water Resources Management in Ungauged Mountainous Watersheds. Proceedings of a symposium held at Chengdu, China (November 2008). IAHS Publ. 335. 2009. P. 111−115.
53. Zhang X., Ren Y., Yin Z.-Y., Lin Z., and Zheng D. Spatial and temporal variation patterns of reference evapotranspiration across the Qinghai-Tibetan Plateau during 1971–2004 // J. Geophys. Res. 2009. Vol. 114. D15105. Doi: 10.1029/2009JD011753.
54. Zhang Y., Liu C., Tang Y., and Yang Y. Trends in pan evaporation and reference and actual evapotranspiration across the Tibetan Plateau // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. D12110. Doi: 10.1029/2006JD008161.
Review
For citations:
Speranskaya N.A. Actual Evaporation from Natural Green Land over European Russia: Available Observations and Restored Data. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya. 2016;(2):49-60. (In Russ.) https://doi.org/10.15356/0373-2444-2016-2-49-60
Views:
1109
Email this article 
