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水面蒸发
evaporation from water surface
水面的水分从液态转化为气态逸出水面的过程。水面蒸发包括水分化汽（又称汽化）和水汽扩散两个过程。
英国E.哈雷于1687年首先应用蒸发器，测定水面蒸发量。1802年英国J.道耳顿提出蒸发量与水汽压差成比例的定律。1915年W.施米特应用热量平衡方程估算洋面蒸发。1939年C.W.索恩思韦特与B.霍尔兹曼导出蒸发计算公式。此后，H.L.彭曼于1948年把热量平衡与质量转移理论结合，提出计算蒸发的组合公式。为了研究减少蒸发损失，1925年E.K.里迪尔应用各种脂肪酸，首先观测单分子膜抑制水面蒸发的作用。中国于20世纪50年代设立了100和20平方米蒸发池，进行器测法的实验,60年代起先后提出了计算蒸发的各种经验公式。
物理过程 蒸发直接体现热量交换与水量交换过程的联系。水分化汽和水汽扩散的两个过程是：①水分化汽。水体内部水分子处在连续运动状态，其速度各不相同。当水面的一些分子，得到的动能大于其他水分子对它的吸引力，就逸出水面。水温越高，水分子运动越快。由于水汽分子的不规则运动，有一部分水汽分子回到水中，产生凝结。实测的蒸发量指从水面逸出的水分子数量与返回水中的水分子数量之差。②水汽扩散。有三种形式：由于水汽压差而引起的水汽分子从水汽压高处向水汽压低处输送，称分子扩散；由于温差而引起的下层暖湿空气上升和上层冷干空气的下沉，称对流扩散；由于刮风，水分子随风吹离，称紊动扩散。
影响因素 有水汽压差、风速、气温和水质等。水汽压差指水面温度的饱和水汽压与水面上空一定高度的实际水汽压之差。它反映着水汽浓度梯度，根据扩散理论所提供的概念，蒸发率与水汽压差成正比变化。风速的大小，决定着紊动扩散的强弱。一般认为，风速愈大，水面蒸发率也愈高。气温主要控制空气湿度，间接影响水面蒸发。按照道尔顿定律,如风速和相对湿度不变,温度升高10C，蒸发量增加 1倍。水中含有盐分，盐分子会增加分子的吸力，减少蒸发。在同一环境下，海水的蒸发比淡水的少2～3％。
蒸发量的确定 单位时间从水面蒸发的水量称水面蒸发率,以毫米/日计。水面蒸发量可用仪器直接观测确定，也可估算。中国采用的直接观测水面蒸发的仪器有20厘米直径小型蒸发器，80厘米直径套盆式蒸发器。60年代初选用 E-601型蒸发器为全国标准仪器。蒸发实验站则采用20和 100平方米蒸发池和漂浮蒸发器。大水体的蒸发量的确定要用各种蒸发器测得的蒸发量乘以折算系数。折算系数随蒸发器面积大小，季节和气候区等不同而异。
大水体蒸发量的间接估算可用水量平衡法，即根据降水、径流和蓄水量等要素推求自然水体某一时段的水面蒸发量。这种方法精度受测量误差的影响，应用受到一定限制。另一种是热量平衡法，是通过测算太阳短波辐射,大气和水面长波辐射,进出水体的热量、对流的热量和水体的储热量等来估算蒸发量。如有观测资料，这个方法能估算到 1小时的时段蒸发量，但由于其中几个必要的项目难估算，易产生误差。经验公式与半经验公式法是根据蒸发的影响因素之间的关系推求水面蒸发量。
水面蒸发的抑制 水面蒸发消耗水分，也消耗热能，因此抑制蒸发是保护水热资源的重要措施。抑制方法尚处在实验研究阶段，可用油脂薄膜和用单分子薄膜减缓水分子的扩散。常用的药剂为十六烷醇（CHOH）、十八烷醇(CHOH)或其他混合剂。
参考书目
施成熙、粟宗嵩主编：《农业水文学》，农业出版社，北京，1984。
施成熙
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