TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析系統(tǒng)

環(huán)境中的宇宙射線(xiàn)粒子與原子核碰撞生成高能中子,，這些高能中子在穿過(guò)空氣與土壤時(shí)，與介質(zhì)中的原子核尤其是氫原子發(fā)生彈性碰撞而改變方向,，并失去部分能量,，逐漸慢化為快中子、熱中子,、慢中子,，最后轉(zhuǎn)化為熱能。碰撞后返回地表部分的快,、慢中子將在地表以快的速度達(dá)到平衡,，其濃度受表層土壤濕度顯著影響。通過(guò)中子探測(cè)器,，探測(cè)地表附近的快中子或慢中子數(shù),，就可以通過(guò)修正關(guān)系計(jì)算出大面積的土壤平均含水量。由于快中子與土壤水分關(guān)系對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)不敏感,，適合用于測(cè)量土壤含水量，而慢中子適合用于測(cè)量地表積雪深度,。

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析儀的傳感器被放置到地表或有降雪覆蓋的地方,，通過(guò)記錄穿透積雪的下向二級(jí)宇宙射線(xiàn)強(qiáng)度測(cè)量雪水當(dāng)量和雪深。

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析儀是遙感過(guò)程中反演土壤含水量的有效驗(yàn)證手段,，也有效解決了降雪和區(qū)域降雪無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的難題,。相比于侵入性的點(diǎn)尺度方法到衛(wèi)星遙感，使用宇宙射線(xiàn)來(lái)測(cè)量區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深的CRNS具有許多優(yōu)點(diǎn),，彌合了點(diǎn)測(cè)量和衛(wèi)星之間的鴻溝：

1.其較大的水平占地面積,，可通過(guò)單個(gè)探針對(duì)大面積平均土壤濕度/ SW E / BW E進(jìn)行量化。

2.它是非接觸式的探頭,，可安裝在離地面2米雪的表面上,，非侵入性。

3.可持續(xù)監(jiān)控,，無(wú)間斷,。

技術(shù)原理

環(huán)境中的宇宙射線(xiàn)粒子與原子核碰撞生成高能中子，這些高能中子在穿過(guò)空氣與土壤時(shí),，與介質(zhì)中的原子核尤其是與其本身質(zhì)量相當(dāng)?shù)臍湓樱ㄙ|(zhì)子）發(fā)生彈性碰撞而改變方向,，并失去部分能量，逐漸慢化為快中子,?？熘凶映掷m(xù)與氫原子（質(zhì)子）發(fā)生彈性碰撞，慢化為慢中子,，該慢中子數(shù)目與雪層中的含水量關(guān)系密切,，因此,，通過(guò)記錄穿透積雪的下向二級(jí)宇宙射線(xiàn)強(qiáng)度來(lái)測(cè)量雪水當(dāng)量和雪深。

主要特點(diǎn)：

宇宙射線(xiàn)方法,，全被動(dòng)式測(cè)量

空間尺度覆蓋適中,，降雪測(cè)量深度大

最小的電力需要，可太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)

數(shù)據(jù)可無(wú)線(xiàn)傳輸

可野外連續(xù)測(cè)量

無(wú)輻射,、非接觸,、無(wú)破壞

不受降雪深度和地形的影響

無(wú)輻射、非接觸,、無(wú)破壞,、不受降雪深度和地形的影響，

可被安裝在陡峭的斜坡,、茂密的森林和崎嶇不平的山地,；

可野外連續(xù)自動(dòng)測(cè)定或便攜測(cè)量大面積的等效積雪深度。

操作性強(qiáng),，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能,，能夠在線(xiàn)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

用戶(hù)定制化程度高

對(duì)于研究全球的降水降雪循環(huán)、水資源分配以及氣候變化預(yù)報(bào)具有積極意義,。

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件可以通過(guò)輸入的空氣溫度,、壓力、太陽(yáng)活動(dòng)矯正因子等參數(shù)對(duì)快中子量進(jìn)行校正后,，自動(dòng)計(jì)算出雪水當(dāng)量SWE,。增加提示異常值的功能，當(dāng)土壤計(jì)算出的土壤含水量為負(fù)值時(shí),，進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)記,，用戶(hù)可以進(jìn)行選擇性的剔除與否。以及按照目前國(guó)際上認(rèn)可體積含水量（單位m³ /m³）,，增加轉(zhuǎn)換選項(xiàng),，通過(guò)在方法設(shè)置選擇是否計(jì)算體積含水量，如果計(jì)算就必須手動(dòng)輸入土壤容重的參數(shù)（單位g/cm³）,，根據(jù)中輸入土壤容重來(lái)計(jì)算體積含水量,，即原質(zhì)量含水量（kg /kg）結(jié)果乘以手動(dòng)輸入的土壤容重參數(shù)；原質(zhì)量含水量和體積含水量都將保存到計(jì)算結(jié)果中,。

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析系統(tǒng)性能指標(biāo)

系統(tǒng)供電：10-16VDC,；探頭供電：10-16VDC；

系統(tǒng)功耗：微功耗設(shè)計(jì),，探頭：5mA@12V,；系統(tǒng)：25mA@12V；

中子探測(cè)器采用新型高效環(huán)保探測(cè)器，使用壽命長(zhǎng),，功耗低,；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：CR800數(shù)據(jù)采集器4M存儲(chǔ)空間；數(shù)據(jù)接口：RS232,；

采集間隔：1min～1year可選,；

測(cè)量范圍：雪水當(dāng)量150-300mm；測(cè)量源區(qū)20-40ha（公頃）

測(cè)量間隔：典型1h

系統(tǒng)供電：6～26 VDC

最大量程（mm）：150-300（雪上）

雪深：60cm

系統(tǒng)耗電 ：95 mA@ 12 V

采集間隔 ：1min～1year可選

數(shù)據(jù)存儲(chǔ) ：內(nèi)部SD卡,，外部可更換SD卡

測(cè)量源區(qū) ：20-40ha（雪上）

數(shù)據(jù)接口 USB,，RS232

是否可林下觀(guān)測(cè): 是

影響因素：土壤水分、高大植被,、太陽(yáng)活動(dòng)

系統(tǒng)配置：

中子探測(cè)器,、數(shù)據(jù)采集器、大氣壓,、濕度和溫度傳感器,、太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、安裝支架,、機(jī)箱,、4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等；也可增加外部濕度和溫度,、降雨量等傳感器等,。

產(chǎn)地與廠(chǎng)家：中國(guó) Eco-mind