如何測量計算葉片蒸騰速率？

曾有正在學(xué)習(xí)如何測量葉片蒸騰作用的人發(fā)來問題：是否可以僅通過測量單片葉子的氣孔導(dǎo)度來估算其蒸騰作用？很遺憾，答案是：No。本文將說明如何正確操作，以及如何得到總導(dǎo)度，從而估算葉片的蒸騰量。

其中：

g_v 是葉片內(nèi)部水蒸氣進入空氣的總導(dǎo)度，
C_vs 是葉片內(nèi)部水蒸氣的濃度，
C_va 是空氣中水蒸氣的濃度。

得到總導(dǎo)度g_v就可以計算蒸騰速率，g_v是兩個變量的組合，要將水蒸氣從葉片內(nèi)部空氣轉(zhuǎn)移到大氣中，不僅需要將水通過葉片的氣孔和蠟質(zhì)層，還需要通過空氣本身(圖1)。

一個簡單的公式得到g_va，如下：

在公式2中，空氣中水蒸氣的導(dǎo)度g_va等于常數(shù)0.147乘以穿過葉片的風(fēng)速u和葉片的特征尺寸 d 比值的平方根。

• u：穿過葉片的風(fēng)速，由測量得到

• d：葉片的特征尺寸，等于0.72 w（其中w是葉片的寬度，由測量得到）

• 
  

要獲得u這個值，就需要測量葉片上的風(fēng)速。這種情況小型風(fēng)速計可能更適合。接下來獲取葉片的特征尺寸（圖3）。測量葉片在風(fēng)向上的寬度，然后乘以一個常數(shù)0.72。

得到這兩個變量，就可以用它們來計算水蒸氣對空氣的導(dǎo)度g_va。

得到g_va和g_vs后，將兩者結(jié)合，計算出總導(dǎo)度（g_v）。公式3顯示了如何整合邊界層導(dǎo)度和氣孔導(dǎo)度。

已經(jīng)通過計算得到了g_v，接下來還需要獲得公式1中提到的兩種水蒸氣的濃度。

葉片內(nèi)部水蒸汽濃度等于葉片溫度下的飽和蒸汽壓除以大氣壓(公式4)。

這兩個值都很容易計算。葉片溫度下的飽和蒸汽壓由Tetens公式(公式5)給出。

式中

公式 6顯示了如何獲得大氣壓P_a，

其中A是海拔高度。

C_va 的計算公式如下：

e_s 是用公式5計算的在空氣溫度T_a下的飽和蒸汽壓，

T_a 是空氣溫度，由測量得到，

h_r 是相對濕度，由測量得到。

把它們代入公式4 (C_vs)和公式7 (C_va)即可得到C_vs和C_va，再將它們代入公式1，解出蒸騰速率E。

盡管公式 E = g_v(C_vs - C_va)很簡單，但是要估算葉片蒸騰，需要測量相當(dāng)多的變量。

請注意：獲取風(fēng)速這一參數(shù)，可以使用ATMOS41氣象站，但這取決于葉片的位置。如果葉片靠近地面， 而ATMOS41位于2米處，就必須對高度進行校正。有公式可以用來推算降至目標(biāo)位置的風(fēng)速。當(dāng)接近地面時，風(fēng)速會呈指數(shù)遞減。