概述
大氣侯背景下，由于下墊面的不均一性以及人類和生物活動(dòng)形成近地層和土壤上層中的小范圍氣候特征。小氣候觀測(cè)的主要觀測(cè)要素在輻射通量、熱通量、水汽通量等特征量，小氣候要素具有強(qiáng)烈的日變化和脈動(dòng)性質(zhì)，其垂直梯度一般大于水平尺度，而且垂直梯度具有明顯的日變化特征。
梯度小氣候自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量并存儲(chǔ)地表與大氣相互作用時(shí)近地面層的小氣候梯度，觀測(cè)地表上方多層空氣溫濕度梯度、多層風(fēng)速風(fēng)向、植物冠層內(nèi)外的太陽總輻射或光合有效輻射梯度以及多層土壤溫濕度梯度等。利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)擬合風(fēng)速、溫度、濕度廓線，運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算粗糙度、摩擦風(fēng)速、奧布霍夫長(zhǎng)度、動(dòng)量通量、顯熱通量及潛熱通量等參數(shù)，了解地表與大氣相互作用后小氣候要素形成的時(shí)間變化和空間分布規(guī)律，為利用、調(diào)節(jié)和改善各種類型的小氣候特征提供依據(jù)。
GraMet科研級(jí)小氣候梯度自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)是針對(duì)小氣候要素的空間分布特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的一款高精度、智能化、高性能的梯度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集器采用美國(guó)Campbell公司生產(chǎn)的高品質(zhì)CR系列采集器，搭配荷蘭Visala、荷蘭Kipp@Zonen、美國(guó)Licor以及美國(guó)Campbell公司多種傳感器，可以根據(jù)不同的下墊面定制不同高度的梯度觀測(cè)系統(tǒng)，比如5米，10米，30米等。
系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器、多層空氣溫濕度、多層溫度傳感器、多層風(fēng)速傳感器、一到兩層風(fēng)向傳感器、四分量輻射傳感器、光和有效輻射傳感器、總輻射等傳感器可選、地表溫度、冠層溫度、多層土壤溫度、多層土壤水分、土壤熱通量傳感器、太陽能供電系統(tǒng)、安裝支架或鐵塔、無線傳輸設(shè)備等組成。傳感器種類和數(shù)量根據(jù)不同下墊面和科研目的進(jìn)行調(diào)整。
系統(tǒng)特點(diǎn)
2 測(cè)量精度高，穩(wěn)定性好；
2 設(shè)備堅(jiān)固耐用，功耗低，適于野外及惡劣環(huán)境下連續(xù)監(jiān)測(cè)；
2 系統(tǒng)搭配靈活，可依據(jù)不同的環(huán)境特點(diǎn)配置高性價(jià)的測(cè)量系統(tǒng)；
2 良好的可擴(kuò)展性，滿足梯度站多參數(shù)測(cè)量
2 低功耗，滿足多參數(shù)測(cè)量的同時(shí)，可適用于各種野外嚴(yán)苛的供電環(huán)境
主要配置及參數(shù)
儀器名稱 | 型號(hào) | 產(chǎn)地品牌 | 主要性能 | 備注 |
數(shù)據(jù)采集器 | CR3000 | 美國(guó)Campbell | 14個(gè)差分，28個(gè)單端；4個(gè)24位脈沖，4個(gè)電壓激發(fā)，3個(gè)電流激發(fā)；8個(gè)數(shù)字輸入輸出口；16位A/D轉(zhuǎn)換；4M內(nèi)存，可擴(kuò)展至2G；標(biāo)準(zhǔn)－25～50°C ，可擴(kuò)展到-40~85°C； | 一套 |
通道擴(kuò)展板 | AM16/32B | 美國(guó)Campbell | 與數(shù)據(jù)采集器結(jié)合使用，可擴(kuò)展通道，大大提升系統(tǒng)的兼容和擴(kuò)展性能，可測(cè)量16個(gè)四線或32個(gè)兩線式探頭，使用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)－25～50°C ,可擴(kuò)展到-40~85°C工作溫度 | 一套 |
數(shù)采防護(hù)機(jī)箱 | ENC14/16 | 中國(guó)來山 | 數(shù)采機(jī)箱。采用玻璃纖維合成防腐聚酯加工而成。可以放置數(shù)據(jù)采集器和一些外部設(shè)備； | 一套 |
二維超聲風(fēng)速儀 | WindSonic | 英國(guó)Gill | 風(fēng)速：量程：0~60 m/s；分辨率：0.01 m/s；精度：±2%讀數(shù)；風(fēng)向：量程：0~359°；分辨率：1°；精度：±3° | 多層 |
空氣溫濕度傳感器 | HMP155A | 荷蘭VISALA | 相對(duì)濕度測(cè)量范圍：0 ~100 %RH；工作溫度范圍：-80~+60 ℃ | 多層 |
大氣壓傳感器 | CS106 | 美國(guó)Campbell | 量程：500~1100 hPa；精度：±0.3 hPa（+20℃時(shí)） | 一套 |
翻斗式雨量筒 | TE525MM | 美國(guó)TEXAS ELECTRONICS | 精度：0.01mm | 一層 |
總輻射傳感器 | CS320 | 美國(guó)Campbell | 測(cè)量范圍：0至2000 W / m 2（凈短波輻照度）；測(cè)量重復(fù)性：<1％ ；長(zhǎng)期漂移：<2％（每年） | 一套 |
光和有效輻射 | LI-190R | 美國(guó)Licor | 靈敏度：每1,000μmols-1m-2通常為5μA至10μA ；線性度：偏差為1％；10,000μmols-1m-2 | 一套 |
四分量輻射傳感器 | CNR4 | 荷蘭Kipp&Zonen | 非線性誤差：1%；溫度依賴靈敏度：<5%；靈敏度：短波 7~20μv/w/m2 長(zhǎng)波 5~10 μv/w/m2 | 一套 |
土壤溫濕鹽三參數(shù)傳感器 | CS655 | 美國(guó)Campbell | 測(cè)量類型：土壤電導(dǎo)率、相對(duì)介電常數(shù)、體積含水量、土壤溫度 | 多層 |
土壤熱通量 | HFP01 | 荷蘭Hukseflux | 感器類型：熱電偶；量程：-2000~2000W/m2 | 多層 |
支架或鐵塔 | 中國(guó)來山 | 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要定制； | ||
供電單元 | 中國(guó)來山 | 交流及太陽能供電二者選其一，也可選擇雙供電模式，為保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，配置足夠容量的可充電電池及其附屬設(shè)備； | ||
數(shù)據(jù)通訊方式 | 中國(guó)來山 | 有線：現(xiàn)場(chǎng)直連PC機(jī)或筆記本下載數(shù)據(jù)；無線：GPRS、GSM、電臺(tái)、衛(wèi)星通訊等多種無線傳輸； |
