梯度氣象觀測系統(tǒng)

梯度觀測,旨在準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)大氣溫度特征,加強(qiáng)對物質(zhì)或水分循環(huán)的認(rèn)識(shí)。梯度系統(tǒng)可以設(shè)置高度不同的氣象觀測塔，通過小氣候自動(dòng)觀測系統(tǒng)測量多層風(fēng)、空氣溫濕度、土壤水分、土壤溫度等信息。

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梯度氣象觀測系統(tǒng)介紹

梯度觀測系統(tǒng)包括風(fēng)溫濕梯度觀測、輻射收支觀測及土壤觀測等。采用慢響應(yīng)傳感器，可以應(yīng)用于空氣動(dòng)力學(xué)法、能量平衡、物質(zhì)平衡等，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的進(jìn)行具體的組合或數(shù)據(jù)分析。

梯度監(jiān)測站可對地面生態(tài)環(huán)境及多種氣象要素如溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、輻射等，進(jìn)行定時(shí)自動(dòng)采集、計(jì)算、處理、顯示、存儲(chǔ)和通訊，提高了觀測效率，有效減輕觀測人員的野外工作。

梯度觀測系統(tǒng)不僅能對能量平衡及物質(zhì)能量傳輸方面進(jìn)行研究，而且由于不同下墊面植被對溫度、濕度、風(fēng)速、輻射、光的分布造成的影響，使得梯度觀測系統(tǒng)對垂直方向的水汽通量、熱通量及痕量元素通量的研究顯得尤為顯著。

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系統(tǒng)各層傳感器架設(shè)高度的選擇介紹

森林下墊面：

由于森林冠層下方有反梯度擴(kuò)散的情況，樹木的立地條件、冠層結(jié)構(gòu)和冠層高度、郁閉度的大小以及次冠層和灌木或草的覆蓋情況設(shè)計(jì)上均有不同，通常在冠層下設(shè)置1到3層，林冠上方設(shè)置2到4層，可能需要幾個(gè)數(shù)采器共同完成。根據(jù)國際通量網(wǎng)的推薦和必測常規(guī)項(xiàng)目，GM3000系統(tǒng)的梯度觀測需要包括風(fēng)、溫度、濕度、輻射、CO2濃度以及土壤的溫度、水分等。需要特別注意的是觀測塔的高度需要至少冠層高度的1.5倍。

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梯度氣象觀測系統(tǒng)的組成部分介紹

風(fēng)速/風(fēng)向傳感器選用010C/020C，這兩種傳感器為啟動(dòng)風(fēng)速低、精度高，是獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)的重要保證。

輻射收支測量系統(tǒng)配置了一個(gè)四分量凈輻射表CNR4或采用更精度高的CMP21和CGR4組合精度高凈輻射傳感器，測量研究區(qū)的太陽輻射收支及凈輻射能量（包括短波和長波）收支情況。輻射能量與土壤熱通量、開路渦動(dòng)協(xié)方差所測的顯熱/潛熱一起，構(gòu)成了一個(gè)完整的能量平衡系統(tǒng)，能量平衡的閉合程度是檢驗(yàn)開路渦動(dòng)協(xié)方差觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量的一個(gè)重要參考方面。

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