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技術(shù)文章
地表顯熱通量和潛熱通量觀測系統(tǒng)介紹
閱讀：3200 發(fā)布時(shí)間：2021-6-8
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(dòng)量,、熱量和水分交換對大氣的動(dòng)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(yù)報(bào),、水循環(huán)過程分析、農(nóng)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(dòng)相關(guān)方法,、波文比—能量平衡方法和空氣動(dòng)力學(xué)方法，然而其尺度通常僅是單點(diǎn)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(wǎng)格尺度相匹配,，因此成為模型驗(yàn)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(dòng)較為敏感,，因此可有其計(jì)算100 m至4.5 km范圍內(nèi)的平均感熱通量,。 其測量尺度與大氣模式的網(wǎng)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(jì)算需要結(jié)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(dòng)較為敏感，因此在結(jié)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(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
主要技術(shù)參數(shù)
指標(biāo) | LAS MKII參數(shù) | MWSC 160 參數(shù) |
路徑長度 | 100-1000 m（10 cm口徑）,； 250-4500 m（15 cm 口徑 | 1-10 km |
波長/頻率 | 850 nm | 160.8 GHz (λ=1.86 cm) |
望遠(yuǎn)鏡類型 | 10 cm/15 cm | 300 mm口徑卡塞格倫式望遠(yuǎn)鏡 |
探測帶寬 | 6.5-7 kHz | 10 kHz |
供電要求 | 12 V DC | 12 V DC |
耗電 | 約6W（不含加熱情況下） 約35W （含加熱情況下） | 約50 W（含加熱） |
數(shù)據(jù)處理 | 內(nèi)置數(shù)據(jù)采集器,，實(shí)現(xiàn)Cn2、感熱通量和其他參數(shù)的內(nèi)部處理 | 自帶光纖,，將自身以及LAS的數(shù)據(jù)導(dǎo)入控制電腦內(nèi),，使用先進(jìn)的軟件處理數(shù)據(jù)，實(shí)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(biāo) | 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(dòng)氣象站 |