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积雪特征监测系统在长白山森林生态系统国家野外科学观测研究站顺利运行

已有 1553 次阅读 2020-1-15 15:06 |个人分类:案例分享|系统分类:科研笔记

 


一、引言

吉林长白山地处中国东北部,于朝鲜接壤,地理坐标约位于东经127°40'~128°16',北纬41°35'~42°25'之间,其气候类型为温带大陆性山地气候,长白山地区冬季平均气温极低,降雪丰富,非常有利于进行积雪降雪的观测。北京智阳科技有限公司推出的这套SWE725积雪特征监测系统极适用于这种降雪频繁的气候状况。系统通过实时采集当地积雪的各种特征状态,如雪深、雪水当量、雪密度以及相关气象要素等来进行雪特性分析与研究。

二、系统简介

SWE725积雪特征监测系统的核心部分是CS725雪水当量传感器,其用于测量积雪中的雪水等效性(SWE),CS725通过监测背景环境中由于水分增减而导致的钾和铊的衰减状态来计算出地面的雪水当量。

CS725在安装的时候应尽量选择平整较开阔的区域,且尽量远离木制材料,因为木质材料中可能含有钾和铊,从而对测量结果造成影响。通常CS725安装在3米高处,其监测面积能够覆盖50到100m2,配套的准直管可以按照观测人员的要求缩小探测面积,可以科学、方便地帮助科研人员进行定点的观测与分析。

图2-1 CS725安装图加装准直管

CS725传感器在进行系统参数配置时需要获得测量地点的土壤质量含水量的值,最佳的土壤取样是夏季最干的时候,而且样品接近于冰冻状态,土壤质量含水量越精确,SWE测量越精确。

该系统还配有SR50A雪深传感器。SR50A雪深传感器是通过发射超声波脉冲,测量发射和返回脉冲之间的经过时间计算出最终的测量距离。由于空气温度会影响声速,因而需要进行独立的温度测量来进行测量补偿。

图2-2 SR50A雪深传感器

除了数据的实时监测之外,此套系统还配备了CC5MPXWD高精度野外相机用于拍摄雪尺的雪深刻度,实测数据与图像分析相互结合、认证,大大提高积雪观测的准确性与有效性。

图2-3 CC5MPX高精度相机安装效果图

CC5MPXWD高精度相机安装简洁,可兼容8G存储卡,也可通过FTP或者Parkbus等方式与采集器通信,图片存储于采集器中,实地雪尺拍摄成像清晰、分辨率高,在高光及暗光同时存在的条件下宽容度也保持的较好,没有出现明显的过曝和欠曝。拍摄样片如下: