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胡文雯
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1.潛熱通量+感熱通量測量原理:
LAS MkⅡ設(shè)備本身可測量大氣折射率和Cn2,通過加裝氣象傳感器套件、凈輻射傳感器、土壤熱通量傳感器等,即可組成LAS MkⅡ ET(Evapo-Transpiration)系統(tǒng),同時(shí)測量風(fēng)速、溫度和大氣壓力,從而計(jì)算出感熱通量和蒸騰,能用于水文監(jiān)測、衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)地面驗(yàn)證、湍流特征、邊界層能量平衡研究。
大口徑閃爍儀用于測量大氣湍流狀況。其工作原理基于大氣中的閃爍現(xiàn)象。出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象時(shí),熱通量導(dǎo)致大氣折射率變化,繼而引起熱路上可看到的閃光效果。閃爍計(jì)數(shù)器本身對(duì)大氣折射率變化Cn2進(jìn)行測量,選裝有氣象傳感器套件,則可以計(jì)算出感熱通量和潛熱通量。該套件由風(fēng)速、溫度和壓力傳感器以及各配套插頭組成,直接安裝在LAS MkII接收機(jī)內(nèi)。大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)Cn2:用來表征大氣湍流強(qiáng)度, 研究發(fā)現(xiàn)距離地面2.5km的高空開始,湍流效應(yīng)已經(jīng)小到可以忽略,在這個(gè)高度之下,大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)隨高度升高大致呈減小趨勢。
X-LAS MkII介紹:
新型X-LAS MkII大口徑閃爍儀可持續(xù)測量1km~12km路徑沿線的感熱通量。測量過程直接簡單,并且能夠快速得出測量結(jié)果。由于該裝置僅需極少電力支持,大多數(shù)情況下使用一塊簡單的太陽能充電電池即已足夠。
X-LAS MkII接收機(jī)內(nèi)部有數(shù)字處理裝置,可以自動(dòng)計(jì)算所有相關(guān)參數(shù),例如Cn2和感熱通量。通過顯示屏上顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),您可以在幾秒鐘內(nèi)了解試驗(yàn)狀況。內(nèi)置的數(shù)據(jù)記錄儀則存儲(chǔ)數(shù)月內(nèi)獲得的測量數(shù)據(jù)和結(jié)果。
通過數(shù)字接口,您可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)顯示并控制儀器的操作設(shè)置。通過模擬輸出,您也可以將儀器與任何數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)虛擬連接。這樣便于和新的或現(xiàn)有的測量網(wǎng)絡(luò)相集成。
如果隨身攜帶儀器進(jìn)行現(xiàn)場部署,會(huì)耗費(fèi)大量人力,更不用說安裝各種筆記本電腦、接口電纜和軟件。X-LAS MkII可以采取內(nèi)置顯示屏和鍵盤的安裝方式,無需任何其他額外設(shè)備,并且外裝一層碳纖維外殼,更易于運(yùn)輸。碳纖維還確保了各類光學(xué)器件外殼的堅(jiān)固性和溫度穩(wěn)定性,保證數(shù)據(jù)的長期準(zhǔn)確。
閃爍儀本身對(duì)大氣折射率變化Cn2進(jìn)行測量,但是如果選裝有氣象傳感器套件,則可以計(jì)算出感熱通量。該套件由風(fēng)速、溫度和壓力傳感器以及各配套插頭組成,直接安裝在X-LAS MkII接收機(jī)內(nèi)。
2.系統(tǒng)應(yīng)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(biāo)
單獨(dú)使用LAS Mk II,可直接測量感熱通量(H)
LAS Mk II結(jié)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(shè)備,同時(shí)測量風(fēng)速、溫度和大氣壓力值等
測量參數(shù)可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、氣象、水文、天氣預(yù)報(bào)、能量平衡等領(lǐng)域
配置信息:
測量指標(biāo) | 系統(tǒng)配置 |
Cn2和感熱通量 | LAS Mk II 大孔徑閃爍儀 GMX600(一體式氣象站,用來測量空氣溫濕度、氣壓、風(fēng)速風(fēng)向、降水) |
蒸散和感熱通量 (蒸散項(xiàng)通過能量平衡法間接獲得) | LAS Mk II大孔徑閃爍儀 GMX600(一體式氣象站,用來測量空氣溫濕度、氣壓、風(fēng)速風(fēng)向、降水) 凈輻射(CNR4) 土壤熱通量(HFP01) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) |
蒸散和感熱通量 (蒸散項(xiàng)直接獲得) | LAS Mk II大孔徑閃爍儀 MWSC 160微波閃爍儀 GMX600(一體式氣象站,用來測量空氣溫濕度、氣壓、風(fēng)速風(fēng)向、降水) |
蒸散和感熱通量 (蒸散項(xiàng)直接獲得,并與氣象數(shù)據(jù)能量平衡法校準(zhǔn)對(duì)比) | LAS Mk II大孔徑閃爍儀 MWSC 160微波閃爍儀 GMX600(一體式氣象站,用來測量空氣溫濕度、氣壓、風(fēng)速風(fēng)向、降水) 凈輻射(CNR4) 土壤熱通量(HFP01) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) |
3.特點(diǎn):
配置簡單,方便易用
可加熱發(fā)射端和接收端窗口,加上內(nèi)置的溫度傳感器調(diào)控,以消除冷環(huán)境影響
在接收端和發(fā)射端都有防浪涌、超電壓和閃電等標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)措施
支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示
對(duì)眼睛安全的近紅外光源
12V直流供電,使用方便
數(shù)字與模擬兩種輸出接口
可與計(jì)算機(jī)直接連接
新型閃爍儀X-LAS MkII
熱通量測量現(xiàn)已可在*遠(yuǎn)達(dá)12km路徑長度上實(shí)現(xiàn)
4.5km的路徑長度是否不足以適用于您在氣象、氣候或水利等方面的研究?現(xiàn)在我們提供一款新型閃爍儀X-LAS MkII,量程*遠(yuǎn)可達(dá)12km。其用戶設(shè)計(jì)非常友好,是測量景觀尺度上地表和大氣環(huán)境之間熱通量的理想選型。例如,穿過森林或大面積的混合農(nóng)業(yè)區(qū),或穿過城市調(diào)研城市熱島效應(yīng)對(duì)天氣、氣候和空氣質(zhì)量的影響。
什么是閃爍儀?
閃爍儀由光學(xué)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組合而成,分別布置在所需監(jiān)測區(qū)域上的路徑兩對(duì)端處??諝庵械耐牧饔啥喾N變化因素造成,例如溫度、濕度和壓力的變化等;閃爍儀通過發(fā)射機(jī)發(fā)射出一道脈沖紅外光束對(duì)這些變化進(jìn)行測量,再由接收機(jī)對(duì)該光束進(jìn)行檢測。
閃爍儀的作用是什么?
閃爍儀測量空氣折射率(Cn2)的變化情況。如果您將氣象傳感器附件插入X-LAS MkII接收機(jī)內(nèi)并輸入相關(guān)測量位置的特征,閃爍儀將實(shí)時(shí)計(jì)算感熱通量,繼而對(duì)當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域效應(yīng)進(jìn)行觀察,例如紐約等大城市的城市氣候。
X-LAS MkII有哪些新特性?
LAS MkII作為原版模擬LAS的數(shù)字替代版,已上市數(shù)年之久。如今,為了響應(yīng)客戶更新模擬舊版的需求,我們還設(shè)計(jì)了一款X-LAS的數(shù)字替代版。新型X-LAS MkII閃爍儀性能得到了更大的改進(jìn),有超大孔徑,可在更長的距離范圍內(nèi)進(jìn)行測量。
除了和LAS MkII的特性和功能相同之外,其幾乎無需任何維護(hù),提供的數(shù)字信號(hào)輸出帶有內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄功能,沒有安裝任何活動(dòng)部件,并且功耗低。此外,其另一大好處是有內(nèi)置顯示屏和鍵盤。
其外殼經(jīng)過重新設(shè)計(jì),采用了碳纖維部件,以縮小尺寸和減輕重量,增強(qiáng)剛性,提高防水效果。碳纖維還降低了室外溫度變化所帶來的影響,保證數(shù)據(jù)的充分可靠。
詳情請(qǐng)閱讀產(chǎn)品頁面上的所有詳細(xì)內(nèi)容和規(guī)格說明。
4.應(yīng)用案例
應(yīng)用一:
LAS 系統(tǒng)用于中國的黃河水域的水情預(yù)報(bào),結(jié)合氣象傳感器,測量得出感熱通量、凈輻射和蒸散,驗(yàn)證衛(wèi)星測量數(shù)據(jù)。是世界上**套在地球表面定位監(jiān)測河水蒸發(fā)情況的系統(tǒng)。
應(yīng)用二:玉樹州
應(yīng)用三:
LAS 系統(tǒng)在張掖試驗(yàn)站和渦動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合,作較大尺度面積的平均通量觀測,彌補(bǔ)渦度觀測的區(qū)域小的不足,顯著提高所測能量閉合率。
應(yīng)用案例四:南京信息工程大學(xué)
安裝地點(diǎn)一:安徽壽縣,壽縣觀測場
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模航Y(jié)合渦動(dòng)測量系統(tǒng),進(jìn)行對(duì)比研究
下墊面:平原,水稻田
安裝高度:6m,有效高度6m
路徑長度:700m
路徑朝向:南北向
配置:LAS MKII(帶Meteorological sensor kit)、CNR4、hfp01sc(2個(gè))、CR3000
安裝地點(diǎn)二:江西鷹潭
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯看髤^(qū)域尺度的水熱通量
下墊面:丘陵,花生、水稻田、橘樹等混合植被
安裝高度:6m,有效高度9m
路徑長度:840m
路徑朝向:南北向
配置:LAS MKII、CNR4、hfp01(2個(gè))、109(2個(gè))、03002、CR1000X
5.參考文獻(xiàn):
1.不同下墊面大孔徑閃爍儀觀測數(shù)據(jù)處理與分析-盧 俐,劉紹民,徐自為,王介民,李小文,北京師范大學(xué)遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院,北京市氣象信息中心,寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
2.大口徑閃爍儀及其在地表能量平衡監(jiān)測中的應(yīng)用;胡麗琴,吳蓉璋,方宗義(國家衛(wèi)星氣象中心)
3.大孔徑閃爍儀研究區(qū)域地表通量的進(jìn)展;盧 俐,劉紹民,孫敏章,王介民;北京師范大學(xué)國家遙感科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院,沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所,寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
4.大口徑閃爍儀監(jiān)測系統(tǒng)在黃河涇河流域的應(yīng)用-戴 東,邱淑會(huì),張 誠,吳 怡;黃河水利委員會(huì)水文局,北京師范大學(xué)地遙學(xué)院,水文儀器及巖土工程儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心
5.近地層能量平衡閉合問題—綜述及個(gè)例分析;王介民,王維真,劉紹民,馬明國,李 新;寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所,北京師范大學(xué)遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院
6.使用LAS 系統(tǒng)測量顯熱通量-支克廣,涂鋼,廉毅,隋朝陽;吉林省氣象科學(xué)研究所;付光吉,王江;乾安縣
7.四川盆地丘陵地區(qū)地氣相互作用的遙感監(jiān)測研究;陳忠明, 高文良, 閔文彬;四川省氣象科學(xué)研究所