近期,，我院武傳號(hào)教授在水文水資源領(lǐng)域權(quán)威期刊《Water Resources Research》上發(fā)表了題為“Controlling Factors of Evapotranspiration Predictability Under Diverse Climates With the Effects of Water Storage Change in the Budyko Framework”的研究論文,，在Budyko模型改進(jìn)對(duì)蒸散發(fā)（ET）可預(yù)測(cè)性的影響機(jī)制方面取得新進(jìn)展。

基于Budyko假設(shè)的水熱耦合平衡模型是目前國(guó)際上主流的研究流域氣候水文依賴關(guān)系的理論框架,，其經(jīng)典量化理論采用多年平均狀態(tài)的氣候干旱指數(shù)和水文通量均值進(jìn)行描述,，模型假設(shè)流域降水為ET與徑流之和，并認(rèn)為ET是潛在蒸發(fā)與降水的函數(shù),，這種穩(wěn)態(tài)假設(shè)使其在估算長(zhǎng)期平均ET方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),。然而隨著時(shí)間尺度變短（如年、月）,，陸地水儲(chǔ)量變化（ΔS）影響逐漸顯著,，流域呈現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)特性，導(dǎo)致Budyko模型在估算ET方面存在較大的誤差,。為此,，近年來一部分學(xué)者對(duì)Budyko模型進(jìn)行改進(jìn)以考慮ΔS的影響（如利用降水減去ΔS表示可利用降水），將其應(yīng)用到年,、季節(jié)和月等短時(shí)間尺度上的ET估算,，并在部分流域取得了良好的效果。但關(guān)于改進(jìn)Budyko模型（以下簡(jiǎn)稱“BM2”）對(duì)ET可預(yù)測(cè)性方面缺乏系統(tǒng)性評(píng)估,，特別是對(duì)不同氣候類型地區(qū)而言,，關(guān)于BM2對(duì)ET預(yù)測(cè)的有效性以及相對(duì)于原始Budyko模型（以下簡(jiǎn)稱“BM1”）改善的影響因素還沒有得到很好的理解。

針對(duì)上述科學(xué)問題,，武傳號(hào)等基于Budyko假設(shè)和一階泰勒理論,，提出了Budyko模型改進(jìn)前、后ET預(yù)測(cè)影響因素定量識(shí)別框架,，然后基于年尺度的全球水平衡網(wǎng)格數(shù)據(jù),，將該框架應(yīng)用到全球32個(gè)大流域以評(píng)估框架的有效性，并定量解析了Budyko模型改進(jìn)前,、后ET預(yù)測(cè)差異的主控因素,，揭示了不同氣候類型條件下主要?dú)庀笠蜃樱ń邓蜐撛谡舭l(fā)）和流域水文屬性（徑流和ΔS）對(duì)ET可預(yù)測(cè)性的影響機(jī)制,。

研究結(jié)果顯示，所提出的評(píng)估框架在全球不同氣候類型流域均具有好的適應(yīng)性,。進(jìn)一步研究表明,，BM2和BM1預(yù)測(cè)ET的差異隨著ΔS呈線性變化，當(dāng)BM2和BM1均高估（低估）觀測(cè)ET時(shí),，正（負(fù)）ΔS導(dǎo)致BM2的誤差小于BM1,。當(dāng)BM2和BM1預(yù)測(cè)誤差符號(hào)異向時(shí)，兩種模型在極端濕潤(rùn)條件下誤差的差異由潛在蒸發(fā)和ET之間的差異決定,，由于該氣候條件下潛在蒸發(fā)和ET的變化相似,，直接導(dǎo)致兩種模型預(yù)測(cè)ET的差異較小,；而在極端干旱條件下,，兩種模型誤差的差異受到ΔS和徑流的綜合影響，只有當(dāng)ΔS和徑流變化同相（正相關(guān)）時(shí),，BM2的模擬精度才優(yōu)于BM1,。以上研究結(jié)果為Budyko模型的進(jìn)一步改進(jìn)和短時(shí)間尺度ET的精確估算提供了理論支撐。

武傳號(hào)教授為論文的第一作者,，河海大學(xué)為論文第一單位,，署名單位包括水災(zāi)害防御全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、長(zhǎng)江保護(hù)與綠色發(fā)展研究院,，合作單位包括莫納什大學(xué)（馬來西亞分校）,、暨南大學(xué)和華南理工大學(xué)。研究成果得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目52279016和51909106的資助,。

論文鏈接

Wu, C. H., Yeh, P. J. F., Zhou, J., Li, J., Zhong, L., Wang, S., Gong, Z.J., Shi, M., Huang, G. 2024. Controlling factors of evapotranspiration predictability under diverse climates with the effects of water storage change in the Budyko framework. Water Resources Research, 60(2), e2023WR034499, https://doi.org/10.1029/2023WR034499.