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地表顯熱通量和潛熱通量觀測系統(tǒng)介紹

更新時間:2021-06-08   點擊次數(shù):2778次

 Kipp&Zonen LAS Mk II大口徑閃爍儀

RPG-MWSC-16微波閃爍儀   

                           

系統(tǒng)介紹

  地氣間動量、熱量和水交換對大氣的動力熱力過程起著十分重要的作用。了解這些過程,尤其是定量了解是感熱通量和潛熱通量對天氣氣候預報、水循環(huán)過程分析、農業(yè)和水資源管理等意義重大。傳統(tǒng)的觀測熱通量的方法主要有渦動相關方法、波文比—能量平衡方法和空氣動力學方法,然而其尺度通常僅是單點或斑塊尺度。閃爍儀的測量尺度可與地表通量遙感估算模型或陸面過程模型、水文模型等像元或網格尺度相匹配,因此成為模型驗證的最佳地面通量觀測儀器。

  荷蘭Kipp & Zonen公司推出的LAS Mk II大孔徑閃爍儀(Large Aperture Scintillometer),發(fā)射波長為近紅外波段(850 nm),在此波長下,閃爍儀主要對由于大氣中溫度引起的波動較為敏感,因此可有其計算100 m4.5 km范圍內的平均感熱通量。 其測量尺度與大氣模式的網格尺度,以及衛(wèi)星遙感的像元尺度,匹配較好。然而LAS的測量無法直接獲得潛熱通量,其計算需要結合能量平衡法。

  德國RPG公司推出的MWSC 160微波閃爍儀,發(fā)射波長為毫米(mm)波段,此波長對于大氣中溫度和水汽的波動較為敏感,因此在結合LAS使用的情況下,可以獲得在同一路徑下的顯熱和潛熱通量。這種直接獲得感熱通量和顯熱通量的方法又稱為雙波長閃爍儀法,英文名稱為Optical-Microwave Scintillometer, 即OMS系統(tǒng)。

應用

可輸出參數(shù)大氣折射率Cn2,是研究邊界層湍流特征的重要指標

單獨使用LAS Mk II,可直接測量感熱通量(H

LAS Mk II結合MWSC 160,可直接測量感熱通量(H)以及蒸散(潛熱通量,LvE

加裝氣象站設備,同時測量風速、溫度和大氣壓力值等

測量參數(shù)可應用于農業(yè)、氣象、水文、天氣預報、能量平衡等領域

 

主要技術參數(shù)

指標

LAS MKII參數(shù)

MWSC 160 參數(shù)

路徑長度

100-1000 m10 cm口徑);

250-4500 m15 cm 口徑

1-10 km

波長/頻率

850 nm

160.8 GHz (λ=1.86 cm)

望遠鏡類型

10 cm/15 cm

300 mm口徑卡塞格倫式望遠鏡

探測帶寬

6.5-7 kHz

10 kHz

供電要求

12 V DC

12 V DC

耗電

6W(不含加熱情況下)

35W (含加熱情況下)

50 W(含加熱)

數(shù)據(jù)處理

內置數(shù)據(jù)采集器,實現(xiàn)Cn2、感熱通量和其他參數(shù)的內部處理

自帶光纖,將自身以及LAS的數(shù)據(jù)導入控制電腦內,使用先進的軟件處理數(shù)據(jù),實現(xiàn)Cn2、感熱通量和潛熱通量的數(shù)據(jù)獲得

OMS系統(tǒng)

 

 

測量指標

配置方案

蒸散和感熱通量

(氣象數(shù)據(jù)采用測量值,直接測量感熱和潛熱通量)

LAS MK II

MWSC 160

WXT520自動氣象站

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