测量叶片蒸腾作用

有时，学习如何测量叶子蒸腾作用的研究人员会问我们，他们是否可以通过简单地测量单叶的气孔导度来估计其蒸腾作用。不幸的是，答案是否定的。这篇文章说明了为什么这是真的，以及您需要做什么来估计总电导，从而估算叶子的蒸发量。
叶子的蒸腾作用 ( E )的计算由公式 1 给出 
 
其中g v是从叶子内部进入空气的蒸汽总电导，C vs是叶子内部的蒸汽浓度，C va是空气中的蒸汽浓度。
需要电导项 ( g v ) 来求解蒸腾作用，但它实际上是两个变量的组合。要将水蒸气从空气内部转移到大气中，不仅需要让水通过叶的气孔和蜡质角质层，还需要通过空气本身（见图 1）。 
 
图 1 显示了叶子上单个气孔的放大图。水蒸气以蓝色显示。栅栏薄壁细胞和海绵状叶肉细胞以绿色显示。叶子内部的水蒸气可以通过气孔和蜡质角质层移动到叶子的外部。但大多数时候（当气孔打开时），水会通过气孔进入大气。这称为通过叶气孔导度的蒸汽导度 ( g _vs )。 
气孔和蜡质角质层并不是将水蒸气从叶子内部移动到大量空气中的唯一限制。叶子外面的空气也抵抗水蒸气的运动。这称为空气中水蒸气的电导，或边界层电导 ( g _va )。既克_VS和克_VA行为像在电路中的电阻。它们抵抗水蒸气的移动，并且它们共同作用（称为串联电阻）以限制水从叶子内部移动到大量空气中。 

气孔导度

要计算蒸腾作用，您需要知道电导g _vs和g _va。测量气孔导度时没有很多选择。你无法计算。估计是可能的，但不是一个好方法，因此使用设备来测量它。要获得气孔导度（或气孔导度）g _vs，请使用叶孔隙计，例如 METER SC-1 叶孔隙计。
 

边界层电导

要获得下一个电导值g _va，请使用简化的工程方程（方程 2）。 
 
在等式 2 中，空气的蒸汽传导率 ( g _va ) 等于常数 (0.135) 乘以叶片上风速 ( u ) 的平方根除以叶片的特征尺寸 ( d )。 
·   u = 穿过叶子的风速
·   d = 叶子的特征尺寸 (0.72 w) 其中w是叶子的宽度
要获得这些值，首先用风速计测量穿过叶子的风速， 它提供了d的值。  在这种情况下，它必须是一个小型风速计，但这是可能的。接下来，找到叶子的特征维度（图 2）。为此，测量叶片在风向的宽度并乘以常数 0.72。 
 
 
 
叶子图，其中 w 是叶子在风向的宽度。
 
获得这两个变量后，您就可以使用它们来估计蒸汽对空气的电导率 ( g _va )。

系统的电导

获得g _va和g _{vs 后}，您可以组合这些电导以获得系统电导的实际值 ( g _v )。公式 3 显示了如何组合串联电导

表面蒸气浓度

现在您有了g _v，您需要计算公式 1 中显示的两个蒸汽浓度。
表面的蒸汽浓度等于叶片温度下的饱和蒸汽压除以空气压力（公式 4）。

 
计算这两个值很容易。叶温下的饱和蒸汽压由 Tetens 公式（公式 5）给出。

 
其中b为 17.502，c为 240.97 ℃，T为叶温。在此视频中，您可以更详细地了解如何进行此计算。公式 6 显示了如何获得P _a或空气压力
 
其中 A 是叶子位置的高度。 

空气中蒸气的浓度

您需要的另一个值是C _va
 
其中（Ë_小号）是在空气温度（饱和蒸汽压Ť_一个）发现使用公式5和Ť现在是空气温度和ħ _{- [R}是相对湿度。必须测量相对湿度、气温和叶温。一旦你测量和计算了所有这些东西，只需将它们代入方程 4 ( C _vs ) 和方程 7 ( C _va )。
获得C _vs 和C _{va 后}，您可以将它们代入方程 1 并求解E：叶子的蒸腾作用。

如何测量叶子蒸腾作用：总结

因此，要估计叶片蒸腾作用，您需要测量相当多的变量，即使公式 ( E = g _v (C _vs – C _va ) 很简单。 
·   G _vs – 气孔导度（使用叶孔计 SC-1）
·   T _L – 叶温（使用红外线温度计 IRT）
·   T _a – 气温（使用气象站ATMOS 41）
·   h _r – 相对湿度（使用气象站ATMOS 41）
·   A – 海拔高度（在互联网上查找）
·   u – 风速* (m/s)（使用气象站ATMOS 41）
·   w – 叶子宽度（使用小尺子）