系统介绍

      地气间动量、热量和水分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 OMS系统。

系统应用

Ø  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

Ø  单独使用LAS Mk II,可直接测量感热通量(H

Ø  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

Ø  加装气象站设备,同时测量风速、温度和大气压力值等

Ø  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

     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



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

应用实例

墨西哥:测量农田蒸散,以便为日常灌溉和水资源管理提供可靠的数据支持

环境:亚热带气候;灌溉作物农田温度和大气压力值


德国:测量夏季感热通量和潜热通量;研究OMS系统在非均匀下垫面的应用和性能

环境:中纬度地区、夏季;非均匀下垫面