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地表显热通量和潜热通量的观测

作者: 天诺基业时间:2016.07.18

          

                                                                         Kipp&Zonen LAS Mk II大口径闪烁仪                                            RPG-MWSC-16微波闪烁仪                                                  

系统介绍

  地气间动量、热量和水交换对大气的动力热力过程起着十分重要的作用。了解这些过程,尤其是定量了解是感热通量和潜热通量对天气气候预报、水循环过程分析、农业和水资源管理等意义重大。传统的观测热通量的方法主要有涡动相关方法、波文比—能量平衡方法和空气动力学方法,然而其尺度通常仅是单点或斑块尺度闪烁仪的测量尺度可与地表通量遥感估算模型或陆面过程模型、水文模型等像元或网格尺度相匹配,因此成为模型验证的最佳地面通量观测仪器。

  荷兰Kipp & Zonen公司推出的LAS Mk II大孔径闪烁仪(Large Aperture Scintillometer),发射波长为近红外波段(850 nm),在此波长下,闪烁仪主要对由于大气中温度引起的波动较为敏感,因此可有其计算100 m4.5 km范围内的平均感热通量。 其测量尺度与大气模式的网格尺度,以及卫星遥感的像元尺度,匹配较好。然而LAS的测量无法直接获得潜热通量,其计算需要结合能量平衡法。

  德国RPG公司推出的MWSC 160微波闪烁仪,发射波长为毫米(mm)波段,此波长对于大气中温度和水汽的波动较为敏感,因此在结合LAS使用的情况下,可以获得在同一路径下的显热和潜热通量。这种直接获得感热通量和显热通量的方法又称为双波长闪烁仪法,英文名称为Optical-Microwave Scintillometer, 即OMS系统。

应用

可输出参数大气折射率Cn2,是研究边界层湍流特征的重要指标

单独使用LAS Mk II,可直接测量感热通量(H

LAS Mk II结合MWSC 160,可直接测量感热通量(H)以及蒸散(潜热通量,LvE

加装气象站设备,同时测量风速、温度和大气压力值等

测量参数可应用于农业、气象、水文、天气预报、能量平衡等领域

主要技术参数

指标

LAS MKII参数

MWSC 160 参数

路径长度

100-1000 m10 cm口径);

250-4500 m15 cm 口径

1-10 km

波长/频率

850 nm

160.8 GHz (λ=1.86 cm)

望远镜类型

10 cm/15 cm

300 mm口径卡塞格伦式望远镜

探测带宽

6.5-7 kHz

10 kHz

供电要求

12 V DC

12 V DC

耗电

6W(不含加热情况下)

35W (含加热情况下)

50 W(含加热)

数据处理

内置数据采集器,实现Cn2、感热通量和其他参数的内部处理

自带光纤,将自身以及LAS的数据导入控制电脑内,使用先进的软件处理数据,实现Cn2、感热通量和潜热通量的数据获得

OMS系统

测量指标

配置方案

蒸散和感热通量

(气象数据采用测量值,直接测量感热和潜热通量)

LAS MK II

MWSC 160

WXT520自动气象站