matlab——计算VPD（vapor pressure defict）

需求：

计算VPD（vapor pressure defict）。

介绍：

饱和水汽压差（简称VPD）是指在一定温度下，饱和水汽压与空气中的实际水汽压之间的差值（百度百科）。

因此，温室中VPD的理想范围是0.45 kPa至1.25 kPa，理想情况下约为0.85 kPa。通常，大多数植物在VPD在0.8到0.95 kPa之间时生长良好（维基百科）。

计算方法：

一、先计算饱和水汽压
二、饱和水汽压减去实际水汽压。

世界气象组织推荐的Goff-Gratch公式如下（计算饱和水汽压）。

参考百度文库（https://wenku.baidu.com/view/0d5cc624657d27284b73f242336c1eb91a3733b5?fr=step_zhidao）

下载数据：

一、温度数据

二、实际水汽压数据

均下载自CRU（https://catalogue.ceda.ac.uk/uuid/89e1e34ec3554dc98594a5732622bce9）

CRU TS4.04：气候研究单位（CRU）时间序列（TS）版本4.04的逐月气候变化高分辨率栅格数据（1901年1月至2019年12月）

下载tmp（温度，temperature，℃）和vap（蒸气压，vapor pressure，hpa）这两个数据集。

数据格式：.nc；空间分辨率：0.5度；时间分辨率：月

注意事项：

1、下载的nc数据需要自己调整，好像需要逆时针旋转九十度（rot90）

2、下载的vap(蒸气压)数据单位为hpa(百帕)，需要除10，转换成一致的单位（matlab计算出来的饱和蒸气压为kpa，VPD也是kpa）。

3、下载的数据集温度单位为摄氏度，下面代码输入温度参数也是摄氏度，无需调整。

matlab代码（计算饱和水汽压）：

参考：http://www.360doc.com/content/18/0804/10/54797756_775586486.shtml

子函数2调用子函数1，输入参数只有温度。

不知道为啥写两个子函数，明明合在一起就行。

子函数1：

%% 1.饱和水汽压Ei、Ew（单位：hPa）的常用对数lgE的计算。
function lgE = Goff_Gratch_WMO (t)
% 输入量t：空气温度，℃。请记为一个行向量。
% 输出量lgE：饱和水汽压Ew（单位：hPa。1hPa = 100Pa，h是hecto的缩写）的
%%%%%% 常量、常数 %%%%%%
t1 = 273.15 + 0.01 ;
%%%%%% 因子 %%%%%%
c1 = + 0.1079574 * 10^2 ;
c2 = - 0.502800 * 10 ;
c3 = + 0.150475 * 10^(-3) ;
c4 = + 0.42873 * 10^(-3) ;
c5 = + 0.78614 ;
c6 = - 0.82969 * 10 ;
c7 = + 0.476955 * 10 ;
%%%%%% 绝度温度 %%%%%%
tk = t + 273.15 ;           % 将实验中测得的摄氏温度值转换为绝对温度值
%%%%%% 主体计算 %%%%%%
[row, column] = size(t) ;
for i = 1:column  lgE(i) = c1 * ( 1 - t1/tk(i) )                ...
+ c2 * log10( tk(i)/t1 )              ...
+ c3 * ( 1 - 10^ ( c6 * (tk(i)/t1-1 ) ) )   ...
+ c4 * ( 10^ ( c7 * ( 1- t1/tk(i) ) ) -1 )   ...
+ c5 ;  %（单位：hPa）
end

子函数2

%% 2.饱和水汽压Ei、Ew（单位：kPa）的计算。
function E = E_Goff_Gratch_WMO (t)
% 输入量t：空气温度，℃。请记为一个行向量。
% 输出量E：饱和水汽压Ew（单位：kPa）
%%%%%% 常量、常数 %%%%%%
lgE = Goff_Gratch_WMO (t) ;  % 此处，饱和水汽压E（Ew）的单位是hPa（100Pa）
E_hPa = 10 .^ lgE ;           % E_hPa单位仍然是hPa
E = E_hPa / 10 ;             % E单位是是kPa

参考：

1、饱和水汽压的计算（作者提供了matlab代码）

http://www.360doc.com/content/18/0804/10/54797756_775586486.shtml

2、饱和水汽压的计算（百度文库）

https://wenku.baidu.com/view/0d5cc624657d27284b73f242336c1eb91a3733b5?fr=step_zhidao

3、VPD (饱和水汽压差)（基于HadISDH计算VPD 和基于ERA计算VPD matlab代码）

https://www.jianshu.com/p/e7d0e3962a88

https://www.jianshu.com/p/31802fe97869

4、百度百科

https://baike.baidu.com/item/%E9%A5%B1%E5%92%8C%E6%B0%B4%E6%B1%BD%E5%8E%8B%E5%B7%AE/16845607?fr=aladdin

5、维基百科

https://en.wikipedia.org/wiki/Vapour-pressure_deficit