システムの概要
OMS二波長シンチレータシステムは、直接感熱流束(H)及び蒸散(潜熱流束、LvE)を測定するために用いられる、気象ステーションの設備を追加し、同時に空気温湿度、気圧、風速風向、降水などを測定し、エネルギーバランス法を用いて比較を校正する。
システムはデータ収集ユニット、シンチレータ、マイクロ波シンチレータ、気象要素(GPS,空気温湿度、気圧、風速風向、降水、四成分純放射、土壌熱流束2層)及びシャーシ、ブラケット、電力供給、ソフトウェアなどからなる。
ドイツ.RPG社が発売したMWSC 160マイクロ波シンチレータは、放射波長がミリ(mm)帯であり、この波長は大気中の温度と水蒸気の変動に敏感であるため、LASと組み合わせて使用する場合、同じ経路での顕熱と潜熱流束を得ることができる。この直接感熱流束と顕熱流束を得る方法は、2波長シンチレータ法とも呼ばれ、英語名はOptical-Microwave Scintillometer、すなわちOMSシステムである。
システム応用
Ø出力可能パラメータ大気屈折率Cn2は、境界層の乱流特性を研究する重要な指標である
Ø単独で使用LAS Mk II、直接感熱流束を測定することができます(H)
Ø LAS Mk IIけつごうMWSC 160、直接感熱流束を測定することができます(H)及び蒸散(潜熱流束、LvE)
Ø測候所設備を追加し、風速、温度、大気圧値などを同時に測定する
Ø測定パラメータは農業、気象、水文、天気予報、エネルギーバランスなどの分野に応用できる
構成情報:
測定指標 |
システム構成 |
Cn2和熱流束 |
LAS Mk II大開口シンチレータ GMX600(空気温湿度、気圧、風速風向、降水を測定するための一体型気象ステーション) |
蒸散と感熱流束 (蒸散項はエネルギー平衡法により間接的に得られる) |
LAS Mk II大開口シンチレータ GMX600(空気温湿度、気圧、風速風向、降水を測定するための一体型気象ステーション) 正味放射線(CNR 4) 土壌熱流束(HFP 01) データ収集システム |
蒸散と感熱流束 (蒸散項直接取得) |
LAS Mk II大開口シンチレータ MWSC 160マイクロ波シンチレータ GMX600(空気温湿度、気圧、風速風向、降水を測定するための一体型気象ステーション) |
蒸散と感熱流束 (蒸散項を直接取得し、気象データエネルギー平衡法の較正と比較) |
LAS Mk II大開口シンチレータ MWSC 160マイクロ波シンチレータ GMX600(空気温湿度、気圧、風速風向、降水を測定するための一体型気象ステーション) 正味放射線(CNR 4) 土壌熱流束(HFP 01) データ収集システム |
凡例の表示:
参考文献:
1.異なる下敷き面の大孔径シンチレータの観測データ処理と分析-ルーリー、劉紹民、徐自為、王介民、李小文,北京師範大学リモートセンシング科学国家重点実験室、地理学とリモートセンシング科学学院,北京市気象局気象情報センター,中国科学院寒地干ばつ区環境・工学研究所
2.大口径シンチレータ及びその地表エネルギー平衡監視における応用胡麗琴、呉蓉璋、方宗義(国家衛星気象センター)
3.大孔径シンチレータによる地域地表フラックスの研究の進展、ルー 俐、劉紹民、孫敏章、王介民、北京師範大学国家リモートセンシング科学重点実験室、地理学とリモートセンシング科学学院、中国科学院瀋陽応用生態研究所、中国科学院寒地干ばつ環境と工学研究所
4.黄河泾河流域における大口径シンチレータ監視システムの応用-戴東、邱淑会、張誠、呉怡、黄河水利委員会水文局、北京師範大学地遥学院、水利部水文計器及び岩土工事計器品質監督検査試験センター
5.近地層エネルギー平衡閉鎖問題−総説及び事例分析、王介民ああ、王維真、劉紹民、馬明国、李新;中国科学院寒地干ばつ区環境・工学研究所,北京師範大学リモートセンシング科学国家重点実験室、地理学とリモートセンシング科学学院
6.LASシステムを用いた顕熱フラックスの測定-支克広、塗鋼、廉毅、隋朝陽、吉林省気象科学研究所、付光吉、王江、乾安県気象局
7.四川盆地丘陵地区の地気相互作用のリモートセンシングモニタリング研究、陳忠明、高文良、閔文彬、四川省気象科学研究所
8.A. Lüdi, F. Beyrich, and C. Mätzler, “Determination of the Turbulent Temperature– Humidity Correlation from Scintillometric Measurements”, Bound.-Layer Meteorol., vol. 117, no. 3, pp. 525–550, Dec. 2005.
9.RPG-MWSC-160-Instrument Manual, “Installation, Operation and Software Guide”, RPG Radiometer Physics.
GmbH,ftp://ftp.radiometer-physics.de/pub/Radiometer/Manuals/.
10.Andreas E L. Two-wavelength method of measuring path-averaged turbulent surface heat fluxes [J].Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 1989, 6(2): 280-292.
主な設備紹介:
新型シンチレータX-LAS MkII
熱流束測定は現在*に到達可能12 km経路長で実現
4.5 kmの経路長は気象、気候、水利などの研究に十分ではありませんか。現在、X-LAS MkIIという新しいシンチレータを提供しています。距離*は12 kmに達することができます。そのユーザー設計は非常に友好的で、景観尺度上の地表と大気環境の間の熱流束を測定する理想的な選択型である。例えば、森林や大面積の混合農業区を通過したり、都市調査を通じて都市ヒートアイランド効果が天気、気候、空気の質に与える影響を研究したりします。
シンチレータとは?
シンチレータは、所望の監視領域上の経路の両端にそれぞれ配置された光送信機と受信機とを組み合わせたものである。空気中の乱流は、温度、湿度、圧力の変化など、さまざまな変化要因によって引き起こされます。シンチレータは送信機を通じてパルス赤外線ビームを発射してこれらの変化を測定し、受信機によってビームを検出した。
シンチレータの役割は何ですか。
シンチレータ空気屈折率測定(Cn 2)の変化状況。X-LAS MkII受信機に気象センサアクセサリを挿入し、関連する測定位置の特徴を入力すると、シンチレータはリアルタイムで感熱フラックスを計算し、ニューヨークなどの大都市の都市気候などの地域効果を観察します。
X-LAS MkIIにはどのような新しい特性がありますか。
LAS MkIIは、オリジナルアナログLASのデジタル代替版として、数年前に発売されています。現在、アナログ旧版を更新するお客様のニーズに対応するために、X-LASのデジタル代替版も設計されています。新型X-LAS MkIIシンチレータの性能はより大きく改善され、超大孔径があり、より長い距離範囲で測定することができる。
を除いてLAS MkIIの特性と機能は同じで、メンテナンスはほとんど必要ありません。提供されるデジタル信号出力には内部データ記録機能があり、アクティブな部品はインストールされておらず、消費電力が低い。また、内蔵ディスプレイとキーボードがあることも大きなメリットです。
その外殻は再設計され、サイズの縮小と軽量化、剛性の強化、防水効果の向上のために炭素繊維部品を採用した。炭素繊維はまた室外温度変化による影響を低減し、データの十分な信頼性を保証する。
詳細については、「製品」ページのすべての詳細と仕様を参照してください。。
MWSC-160マイクロ波シンチレータ
デバイスの概要:
ドイツ.RPG社が発売するMWSC 160マイクロ波シンチレータ、放出波長がミリ(mm)帯域であり、この波長は大気中の温度と水蒸気の変動に敏感であるため、LASと組み合わせて使用する場合、同じ経路での顕熱と潜熱流束を得ることができる。この直接感熱流束と顕熱流束を得る方法は、2波長シンチレータ法とも呼ばれ、英語名はOptical-Microwave Scintillometer、すなわちOMSシステムである。
設備用途、特徴:
・出力可能パラメータ大気屈折率Cn 2は、境界層乱流特性を研究する重要な指標である
・LAS MkII単独で感熱流束(H)を直接測定可能
・LAS MkIIはMWSC 160と結合し、直接感熱流束(H)及び蒸散(潜熱流束、LvE)を測定することができる
・測候所設備を追加し、風速、温度、大気圧値などを同時に測定する
・測定パラメータは農業、気象、水文、天気予報、エネルギーバランスなどの分野に応用できる
技術パラメータ:
インデックス |
LAS MKIIパラメータ |
MWSC 160パラメータ |
パス長 |
100-1000 m(10 cm口径)、 250~4500 m(15 cm口径) |
1-10 km |
波長/周波数 |
850 nm |
160.8 GHz (λ=1.86 cm) |
望遠鏡タイプ |
10 cm/15 cm |
300 mm口径カセグレン式望遠鏡 |
プローブ帯域幅 |
6.5-7 kHz |
10 kHz |
電力供給要件 |
12 V DC |
12 V DC |
消費電力 |
約6 W(加熱を含まない場合) 約35 W(加熱を含む場合) |
約50 W(加熱含む) |
データ処理 |
内蔵データ収集器、Cn 2、感熱フラックス及びその他のパラメータの内部処理を実現する |
光ファイバを持参し、自身及びLASのデータを制御コンピュータ内に導入し、先進的なソフトウェアを用いてデータを処理し、Cn 2、感熱流束及び潜熱流束のデータ獲得を実現する |
応用事例
適用1:
LASシステムは中国の黄河水域の水情予報に用いられ、気象センサと結合し、感熱流束、純放射線と蒸散を測定し、衛星測定データを検証する。世界中の**が地球の表面を測位して川の水の蒸発状況を監視するシステムである。
応用二:玉樹州環境保護局
応用3:
LASシステムは張掖試験ステーションと渦動システムを結合し、比較的大きいスケール面積の平均フラックス観測を行い、渦度観測の領域の小さい不足を補い、測定エネルギーの閉鎖率を著しく向上させた。
応用例4:南京情報工学大学
設置場所一:安徽寿県、寿県気象局観測場
実験目的:渦動測定システムを結合し、比較研究を行う
下敷き面:平原、水田
設置高さ:6 m、有効高さ6 m
パスの長さ:700m
経路の向き:南北方向
構成:LAS MKII(Meteorological sensor kit付き)、CNR 4、hfp 01 sc(2個)、CR3000
設置場所2:江西鷹潭
実験目的:大領域スケールの水熱流束を研究する
下敷き面:丘陵、落花生、水田、オレンジなどの混合植生
設置高さ:6 m、有効高さ9 m
パスの長さ:840m
経路の向き:南北方向
構成:LAS MKII、CNR 4、hfp 01(2個)、109(2個)、03002、CR1000X