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梯度气象站的应用与系统选择

    梯度气象站由CR3000数据采集器和一些传感器等组成。CR3000数据采集器具有数据采集、运算、存贮、控制等功能。HMP155是空气温度/相对湿度传感器,地表的能量主要来自于太阳辐射,因此系统中还有一些辐射传感器,其中CNR4是净辐射传感器,HFP01热通量板测量土壤储热。风速/风向传感器选用010C/020C,这两种传感器为启动风速低、精度高,是获得高质量数据的重要保证。

系统各层传感器架设高度的选择:

1、农田或草地下垫面:

    以农田或草地下垫面为主的区域,小气候要素的变化在垂直梯度上远大于水平梯度,因此在布设时,观测高度和深度的确定非常关键,观测层次地上从1层、2层到4层,甚至7至8层,观测高度一般不超过40米,地下3至4层至植物根部。

2、森林下垫面:

    由于森林冠层下方有反梯度扩散的情况,树木的立地条件、冠层结构和冠层高度、郁闭度的大小以及次冠层和灌木或草的覆盖情况设计上均有不同,通常在冠层下设置1到3层,林冠上方设置2到4层,可能需要几个数采器共同完成。根据国际通量网的推荐和必测常规项目,GM3000系统的梯度观测需要包括风、温度、湿度、辐射、CO2浓度以及土壤的温度、水分等。需要特别注意的是观测塔的高度需要至少冠层高度的1.5倍。

3、梯度观测系统组成:

    多层层空气温湿度;

    多层温度传感器;

    多层风速传感器和一层风向传感器;

    一层四分量净辐射和一层光合有效辐射,安装在冠层上方1.5~2m处;反射辐射及杆式光量子可选;

    地表温度和冠层温度;

    多层土壤温度;

    多层土壤水分;

    土壤热通量板;

    土壤热平衡探头。


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