潜在蒸散(potential evapotranspiration，ETo)既是水分循环的重要组成部分, 也是能量平衡的重要部分，它表示在一定气象条件下水分供应不受限制时, 某一固定下垫面可能达到的最大蒸发蒸腾量，也称为参考作物蒸散。潜在蒸散在地球的大气圈-水圈-生物圈中发挥着重要的作用，与降水共同决定区域干湿状况, 并且是估算生态需水和农业灌溉的关键因子。

潜在蒸散表示在一定气象条件下水分供应不受限制时，某一固定下垫面可能达到的最大蒸散量。潜在蒸散是区域干湿状况评价、作物需水量估算和水资源合理规划的关键因子。

潜在蒸散量也称为可能蒸发量或大气蒸发能力，是指大片而均匀的自然表面在足够湿润条件下水体保持充分供应时的蒸散量，而参考作物蒸散量是在潜在蒸散量的基础上对作物特性进行了进一步的规定，将其定义为作物高度为 0.12 m，叶面阻力为 70 s/m， 反射率为 0.23，具有同一高度、水分适中、生长活跃和完全覆盖地表的绿草冠层的蒸散量。

潜在蒸散量是天气气候条件决定的下垫面蒸散过程的能力，是实际蒸散量的理论上限。通常也是计算实际蒸散量的基础, 广泛应用于气候干湿状况分析、水资源合理利用和评价、农业作物需水和生产管理、生态环境如荒漠化等研究中。

潜在蒸散量一般由估算获得，估算潜在蒸散量的方法大致可以分为3类：即温度法、辐射法和综合法。在不同的气候区，这些方法具有各自不同的适用性及精度，选择适当的方法是准确估算蒸散量的重要前提条件。

估算潜在蒸散量的方法有许多, 多年来国内外开展了大量的对比分析研究, 许多工作一致认为：考虑了能量平衡和水汽扩散理论的彭曼- 孟蒂斯公式综合反映了蒸发必须具备的条件:蒸发潜热所需要的能量和水汽移动必须具有的动力结构, 具有理论基础坚实、物理意义明确, 能够反映各气候要素的综合影响等特点, 而且计算结果准确, 适应于不同气候类型地区潜在蒸散量的计算。1990 年, 该方法被FAO 专家组成员定为计算潜在蒸散量的标准方法加以推广并不断修正。

已有学者对特定区域潜在蒸散量及各种方法在特定区域中的应用进行过比较和评估，但以往这些工作较少涉及到高寒的江河源区。近几十年来，江河源区气候发生明显变化，潜在蒸散量也必然会随之发生变化，其变化趋势如何将直接影响到当地的水资源及生态状况。另外，江河源区由于气候条件恶劣，气象站点稀疏，观测要素少，潜在蒸散量的计算易受到资料匮乏的限制。因此，探讨多种潜在蒸散量的方法在高寒区的适用性以及计算精度，提出适用于高寒区且所需资料最少的计算方法，对于高寒区水资源的评价和气候变化影响研究具有重要的实践意义。

在全球增温背景下, 潜在蒸散的减少现象以及引起减少的主要原因引起了学者热烈广泛的讨论。一般而言, 主要有以下3 种解释: 蒸散互补(complementaryevapotranspiration)、太阳辐射减少(global dimming)和风速减小(wind stilling)。

根据蒸散互补理论, 潜在蒸散的变化与实际蒸散的变化呈反比, 潜在蒸散的减少印证了全球变暖导致的实际蒸散增加。然而蒸散互补仅适用于干旱地区, 在湿润地区, 实际蒸散受潜在蒸散控制,两者呈正比关系，无法利用蒸散互补解释潜在蒸散降低的现象。

近50 年来全球很多区域日照时数和太阳总辐射减少，会使蒸发所需要的能量减少, 导致潜在蒸散减少。

太阳辐射是地表的能量来源. 用日照时数计算所得的太阳辐射与观测值间相关性较高。日照时数是我国南方地区潜在蒸散减少的主导因子, 特别是在夏季, 影响范围向北扩展至华北和东北, 这与目前观测到的全球中纬度地区和我国辐射减少密切相关。

自20 世纪50 年代以来, 全球地表太阳辐射经历了一个从减少到增加的过程, 转折点发生在1990 年左右。中国1961~1989 年地表太阳总辐射总体减少约11%, 1990~2003 年间略有回升。该变化特征与潜在蒸散在20 世纪90 年代后呈增加之间的关系值得在今后的研究中探讨。目前对辐射变化的原因尚存在争议。20 世纪90 年代之后全球大气透明度的增加是地表太阳辐射增加的重要原因，区域总云量的增加导致一些区域太阳辐射减少；而在中国总云量是减少的, 气溶胶和空气污染物的增加是太阳辐射减少的主要原因，但气溶胶对青藏辐射平衡的影响不大。大气湿度增加和人类对于能源消耗的增加也导致太阳总辐射下降。 风速减小, 气溶胶和其他空气污染物不易扩散, 导致日照时数降低，同时辐射减少亦导致风速降低。

根据地面器测记录, 全球中纬度地区近地表风速减小， 我国区域平均风速在近几十年来也存在显著减弱的变化趋势，因此不断有研究将主要原因归为风速变化。以色列中部地区观测到蒸发皿蒸发量增加, 该地区太阳辐射减少, 而风速增加, 同样说明风速是主导因子。中国相对湿度在西部上升、东部下降, 是蒸发皿蒸发量下降的主导因子；而在印度, 相对湿度显著增加是导致当地潜在蒸散下降的主要原因。

风速减小是导致我国西北地区全年及各月潜在蒸散降低的主要原因, 秋冬季影响范围则基本覆盖全国. 因为我国北部风速减小趋势大于南部，冬季风速的减小趋势远大于夏季。目前认为大气环流的变化是造成风速减小的最可能原因。受增温不均衡特征的影响, 冬季我国北方增温高于南方海洋, 夏季我国中南部地表降温而南海海洋和北太平洋西部增温, 温差减小；近50 年西伯利亚高压减弱, 海陆温差和气压差减小, 亚洲纬向环流加强、经向环流指数减弱；青藏高原高空南-北气压差显著减弱，以上变化特点造成我国大气环流减弱和风速减小. 由于在较少受到人类干扰的青藏高原,风速亦显著减小(1966~2003 年, −0.017 m·s−1·a−1)，城市化发展、观测台站周边局部环境等变化会对风速产生一定影响。

由于潜在蒸散的影响因子众多, 其变化与各气候要素变化的时空差异复杂多样, 在不同区域的特定气候条件下，同一气候要素对潜在蒸散的作用也不尽相同.。温度、水汽压和净辐射等影响要素的不同变化组合也会导致潜在蒸散呈增加或降低趋势。

自20 世纪50 年代以来至21 世纪初, 全球潜在蒸散(包括器测蒸发皿蒸发)普遍减少, 变化范围大致在−1~−5 mm·a−2, 包括中国、俄罗斯、美国、西伯利亚、印度、以色列、澳大利亚和新西兰等地。在全球增温背景下, 潜在蒸散的减少现象以及引起减少的主要原因引起了学者热烈广泛的讨论。

1971~2008 年全国平均ETo 为756 mm·a−1, 范围为349~1690 mm·a−1, 东北、青藏东部和西南地区值较低, 西北和华南地区值较高。在低海拔地区(<1000 m), ETo 与最高/最低气温的显著相关性最高,东北低蒸散区主要是低温导致, 华南高蒸散区与高温相对应. 在中高海拔地区(≥1000 m), ETo与相对湿度和日照时数的显著相关性最高, 青藏东部和西南部低蒸散区形成的主要原因是相对湿度较大、日照时间较短; 内蒙古干旱地区高蒸散区则具有相对湿度较小、日照时间较长的特点。

（1）年平均潜在蒸散的变化趋势

1971~2008 年我国年平均潜在蒸散整体呈显著减少趋势, 主要发生在20 世纪90 年代以前, 自1993 年开始潜在蒸散有所增加; 潜在蒸散的变化主要归因于风速和日照时数。

近40年以来全国年平均ETo 显著下降, 变化趋势为−0.66 mm·a−1(−11.19~24.54 mm·a−1)。变化趋势的区域差异明显: 100°E 以西地区以显著减少趋势为主; 以东地区的华北、西南和东北中部以减少趋势为主, 变化趋势显著的站点较多; 东北北部、华中和华南部分地区以升高趋势为主, 但并不显著。

（2）潜在蒸散减少的主导因子存在明显空间差异

温带和青藏高原高寒地带大多数地区ETo变化的主导因子为风速, 且ETo多为减少趋势, 部分地区ETo增加的主导因子为最高气温; 而年均温较高的亚热带和热带地区ETo变化的主导因子主要为日照时数,ETo增加的站点其主导因子主要为相对湿度。

潜在蒸散的空间分布既受气候条件的制约, 又受地形等地理环境的影响, 区域差异性明显, 潜在蒸散变化及其主导因子亦均存在明显的时空差异. 这与潜在蒸散与温度、风速、相对湿度和辐射之间呈复杂的非线性关系密切相关。

潜在蒸散的变化会对陆地表层生态和环境产生影响, 导致潜在蒸散变化的主导因子不同, 具体影响也不尽相同。

夏季我国农牧交错带的西北地区, 潜在蒸散因风速减小而降低, 气候条件的变化有利于湿润度的提高和牧草生长；而东南部地区潜在蒸散因日照时数降低而减少, 虽然有利于水分条件优化, 但是由于热量资源的同步减少, 因此气候变化对植被和农业生产的影响复杂, 不确定性较高。