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　　潛在蒸散(Potential evapotranspiration，PET)是衡量大氣通過蒸散失去水分的能力，是蒸發(fā)和蒸騰兩個過程的總和，兩者的速率取決于太陽輻射、空氣溫度、相對濕度(即飽和水汽壓差)、風(fēng)速以及植物特性和種植方式。從農(nóng)地到區(qū)域乃至全球尺度，基于潛在蒸散的度量和指數(shù)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和自然資源管理科學(xué)等領(lǐng)域。在快速變化的全球環(huán)境和氣候條件下，這些指標(biāo)及其衍生指數(shù)產(chǎn)品已成為對氣候變化趨勢、方向和規(guī)模及其對陸地生物圈、植物生長及可持續(xù)的發(fā)展的影響進(jìn)行度量及預(yù)測的直接和關(guān)鍵的工具。 

　　干旱指數(shù)(aridity index，AI)是廣泛用于評估干旱狀況的指標(biāo)，其定義為降水與潛在蒸散的比值。干旱指數(shù)為植物的潛在生長提供了水分有效性的度量，使用干旱指數(shù)可以進(jìn)行空間和時間的對比，并為衡量和預(yù)測氣候變化影響提供重要的基線值。干旱指數(shù)反映了陸地表面和大氣之間能量和水的交換，其變化可以為灌溉和作物管理、預(yù)測干旱和洪水模式等決策進(jìn)行數(shù)據(jù)支持，這對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源管理具有重要意義。 

　　基于全球氣候數(shù)據(jù)集WorldClim(1.4版:1960-1990)得到的第一版全球干旱指數(shù)和潛在蒸散數(shù)據(jù)庫（Global- AI_PET_v1），自2009年起提供線上服務(wù)，基于WorldClim(2.0版:1970-2000)和Penman-Monteith公式的后續(xù)版本的數(shù)據(jù)庫（Global- AI_PET_v2）也于2019年上線。這些數(shù)據(jù)集目前下載量已超過47000次，被引用次數(shù)達(dá)1500次，廣泛應(yīng)用于水資源管理、作物生產(chǎn)農(nóng)業(yè)、與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的社會生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)應(yīng)用、氣候變化影響等。 

　　近日，中國科學(xué)院昆明植物研究所許建初攻關(guān)團(tuán)隊圍繞第三版全球干旱指數(shù)和潛在蒸散數(shù)據(jù)庫（Global- AI_PET_v3）取得重要進(jìn)展。2022年，第三版全球干旱指數(shù)和潛在蒸散數(shù)據(jù)庫 (Global-AI_PET_v3)正式上線（https://doi.org/10.6084/m9.figshare.7504448.v5），該數(shù)據(jù)庫在世界糧農(nóng)組織（FAO）的Penman-Monteith參考蒸散（ET₀）方程的基礎(chǔ)上提供了全球高分辨率(30弧秒)的水文氣候月和年平均數(shù)據(jù)（1970-2000年）。 

　　研究人員詳細(xì)介紹了第三版全球干旱指數(shù)和潛在蒸散數(shù)據(jù)庫(Global-AI_PET_v3)的計算方法及其技術(shù)驗證結(jié)果，該數(shù)據(jù)庫是基于FAO-56 Penman-Monteith公式進(jìn)行完全參數(shù)化，在每個地理網(wǎng)格單元（30弧秒，1km空間分辨率）采用FAO-56 Penman-Monteith方程進(jìn)行計算，用于參數(shù)化得到ET₀估計所需的各種分量方程的數(shù)據(jù)來自worldclim 2.1氣候數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集提供了1970-2000年期間的最低氣溫、最高氣溫和平均氣溫的平均值、太陽輻射、風(fēng)速和水汽壓。在研究結(jié)果的技術(shù)對比驗證中，與FAO的“CLIMWAT2.0 for CROPWAT”氣象站數(shù)據(jù)對比，ET₀: r² = 0.85；AI: r² = 0.90，與英國的“氣候研究機構(gòu)的時間序列v4.04版本數(shù)據(jù)”對比，ET₀: r² = 0.89；AI: r² = 0.83，同時顯示與較早版本的數(shù)據(jù)庫有顯著差異。研究認(rèn)為Global-AI_PET_v3顯示出與真實世界氣象站數(shù)據(jù)更高的相關(guān)性，為當(dāng)前快速變化的氣候條件下各項科學(xué)研究提供了強大的工具。 

　　以上研究結(jié)果以Version 3 of the Global Aridity Index and Potential Evapotranspiration Database為題發(fā)表在Nature子刊Scientific Data。中國科學(xué)院昆明植物研究所Robert J. Zomer博士為論文第一作者，許建初研究員為論文通訊作者，歐洲地中海氣候變化研究中心Antonio Trabucco參與了這項工作。該研究得到中國科學(xué)院國際人才計劃（2020vca0025）、國家自然科學(xué)基金委員會（NSFC）與國際農(nóng)業(yè)研究磋商組織（CGIAR）合作研究項目（31861143002）、云南省基礎(chǔ)研究專項重點項目（202101AS070045）等項目的支持。 

　　文章鏈接 

圖1 采用FAO-56 Penman-Monteith方程計算的全球1 km空間分辨率上的參考蒸散數(shù)據(jù) (Global- ET₀_v3) 

圖2 采用FAO-56 Penman-Monteith方程計算的全球全球1 km空間分辨率上的干旱指數(shù)。