生物气象测量和传感器介绍_2020.08.20.pdfVIP

生物气象测量及传感器介绍

1Biomet气象系统的必要性

2Biomet气象系统组成

3Biomet气象传感器安装及维护注意事项

能量平衡验证

=H+LE+G+S+Q

R：净辐射

n

H：地表显热

LE：地表潜热

G：土壤热通量

S：热存储

Q：其他的源和汇

能量平衡验证

=H+LE+G+S+Q

H+LE≈Rn-G

显热H的计算

➢测量仪器：超声风速仪

➢计算变量：

垂直风速w，空气温度T

➢高频采集：10Hz

潜热LE的计算

➢测量仪器：

超声风速仪、HO分析仪

2

➢计算变量：

垂直风速w，HO浓度等

2

➢高频采集：10Hz

能量平衡验证

净辐射

测量原理：热电堆

型号：CNR4，NR01，NR-Lite

能量平衡验证

土壤热通量板

测量原理：热电堆

型号：HFP01或HFP01SC

典型值：-100-300W/m2

缺失原因

➢降雨导致

➢数据质量控制（U*，异常值剔除等）

➢仪器故障

➢供电故障

数据插补方法

➢短时数据缺失：差值法

➢长时数据缺失：其他方法

通量数据插补方法

（1）日均值法

（2）查表法

（3）人工神经网络法

（4）非线性回归

（5）边际分布采样（MDS）

（6）其他模型方法：例如

CANOAK

通量数据插补方法

（1）日均值法

（2）查表法

（3）人工神经网络法

（4）非线性回归

（5）边际分布采样（MDS）

（6）其他模型方法：例如

CANOAK

通量数据插补方法

（1）日均值法

（2）查表法

（3）人工神经网络法

（4）非线性回归

（5）边际分布采样（MDS）

（6）其他模型方法：例如

CANOAK

通量值异常？

➢环境要素因子辅助分析？降雨导致？

通量值分析与解释

➢通量变化原因解释，环境要素因子相关分析等。

➢例如，通量的日变化规律，早晨通量由正值变为负值，随时间推

移，绝对值逐渐增大，午后逐渐降低，同步观察光合有效辐射和

总辐射，往往变现出一致的规律。原因：在变天，植物的光合作

用，对于通量起到了主要作用。

光合有效辐射

开路测量示意

⚫风速测量设备

⚫气体浓度测量设备

净辐射

⚫Biomet气象系统

⚫供电系统

空气温度

相对湿度降水

土壤温度

土壤体积含水量

土壤热通量

热电堆辐射表光谱响应范围