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为观测天气土壤安装“24小时电子眼”

行业聚焦点中国仪表网2014年01月04日 15:09人气:4784

  导读:中国科学院西双版纳热带植物园哀牢山生态站在林外气象综合观测场安装了一台全自动气象监测仪器——PWS100(以下简称PWS100),用于能见度和天气现象的实时监测。
  

安装完成的水分自动测量系统
 
  在国家财政部修购专项经费的支持下,2013年12月1日~10日,中国科学院西双版纳热带植物园哀牢山生态站在林外气象综合观测场安装了一台全自动气象监测仪器——PWS100(以下简称PWS100),用于能见度和天气现象的实时监测。同时,科研人员还在综合气象观测场和林内铁塔实验区安装了土壤水分自动测量系统,已调试完成开始测量土壤水分。
  
  此次采购安装的PWS100包含一个数字信号处理单元连接到传感器横臂;一个激光头和两个感应探头,每一个感应探头与激光头的轴保持20度的夹角。
  
  PWS100能够测量降水,并确定雨粒大小和速度,它自身携带的粒子分类级别系统能够准确识别如雨、小雨、雪、雾等。
  
  据介绍,PWS100测量范围宽,可探测雨粒径范围为0.1~30毫米,降雨强度范围为0~400毫米/小时。PWS100探测类型广,毛毛雨、小雨、中雨、暴雨、雪粒、雪片、冰雹、冰粒、米雪、雨夹雪等均可探测,并可识别WMO4680电码表中的59种代码全自动化工作等特点,能够自动对降水量和可见气象因素进行测量,被广泛应用于道路、海港和机场等场所的气象监测。
  
  多年来,哀牢山生态站的天气现象和能见度的观测工作主要依靠人工主观判断。人工观测的指标主要有云量,天气的晴、阴等。“因为个体差异,每个人的判断会有差别。人工一天只观测三次,而且是在白天,现在的仪器每分钟都可以记录数据,可以准确地看到一天24小时的天气变化过程。就不会出现人工在观测能见度时,特别是在夜间会和实际情况有一定的误差,观测结果受主观因素影响较大地局限了。”该生态站的监测主管鲁志云告诉《中国科学报》记者,PWS100的安装将与人工监测形成数据的参考和校正,有效地提高监测数据的质量。
  
  此外,科研人员还安装土壤水分测量系统主要用于监测土壤湿度、土壤电导率、土壤温度、介电常数实部、温度校准后的介电常数实部、介电常数虚部、介电常数虚部的土壤环境参数数据。
  
  该系统的主要构成包括一台CR800数据采集器,负责数据采集、数据存储、数据处理等任务。采集器自身带有4MB的存储空间,通过可移动的数据存储模块扩展到2G数据存储以方便用户长时间记录数据。安装好的土壤水分自动测量系统共设置有10、20、40、60和100厘米共5个不同土壤深度,测量频率为30分钟一次。
  
  鲁志云认为,土壤含水量是“土壤—植物—大气”连续体的一个关键因子,在干湿季明显的哀牢山森林生态系统中,不但直接影响着土壤特性和植物生长,而且间接地影响植物分布和在一定程度上影响小气候的变化。对哀牢山亚热带森林土壤含水量的研究有助于更深入地了解土壤呼吸和森林碳通量的变化规律,并对了解该地区植物生长与更新,物质循环与能量交换具有重要意义。
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