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SUSTRA风蚀观测系统

SUSTRA风蚀观测系统
  • 发布时间: 2018-11-15 10:09
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SUSTRA(Suspension Sediment Trap)最初由德国风蚀研究项目(German Wind Erosion Reserch Project)研制(Kuntze and Beinhauer, 1989),并由德国UGT生产成为风蚀观测的专业仪器设备,用于监测自然界的风沙运动趋势和土壤风蚀作用土壤沙化与荒漠化监测、土壤有机质(SOC)剥蚀等

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SUSTRA风蚀观测系统带有自动风向控制的沙尘采集系统,收集随风扬起的沙尘,并即时通过电子天平对收集到的沙尘进行称重,数据采集器自动记录收集沙尘的时间和采集的沙尘量(电子天平称重获得),同时利用外接的气象单元,同步监测记录风蚀过程中的风速、风向、温湿度和太阳辐射等气象因子。 

 

SUSTRA风蚀观测系统具有如下特点:

 

自动记录风蚀沉淀物侵蚀的起始时间、强度以及沉淀物随时间变化的累计量

记录相关过程中的气象参数如风速、风向、温湿度、雨量、辐射、土壤水分与土壤温度等

通过选配Sedimat土壤粒径分析仪,可以分析风蚀物的粒径分布及与风速等环境因子的关系

自动风向控制、自动采集沙尘和土壤颗粒、自动采集记录数据

采集粒径范围为中等到细的沙尘(medium-to-fine sand fraction,采集效率达80%

 

配置方案

 

1. 基本配置:为SUSTRA风蚀观测主机,包括、自动风蚀沉淀物收集器数据采集器及野外精确称重天平等

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2. 建议选配:四向沙尘通量监测采集筒,以采集监测沙尘通量(单位为毫克每天每平米);或选配降尘率监测采集筒,用于被动采集风蚀沙尘并计算降尘率(毫克每天每平方米),可以选配多个以监测风蚀空间异质性

3. 建议选配:垂直梯度MWAC风蚀采集系统,以采集不同梯度的沙尘,标准配置为4个梯度

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4. 建议选配:梯度风蚀专业气象站(国产):标准配置包括3层风速风向、2层空气温湿度、2层土壤温度和土壤水分、雨量筒

5. 选配:自动气象观测站,包括风速、风向、温湿度、雨量、辐射、大气压等

6. 选配:地下水位计,用于监测地下水位

7. 选配:Sedimat土壤粒径分析系统

 

技术指标:

 

1. 测量间隔:5 mins;RAM内存容量:可连续监测80天(5min时间间隔)

2. 测量范围:0-1200g,测量精度:0.1g;

3. 进风口:内径50mm,高度23cm,通过调节称重箱的埋深,可以调节进风口离地面的高度;

4. 四向沙尘通量监测采集筒:4个1000ml采集筒,1.6m高,符合英国标准BS1747Pt5,重量约14kg;

5. 降尘率采集筒:阳极电镀铝采集筒,直径227mm,5000ml采集瓶,重量约8kg

6. MWAC梯度风蚀采集系统:采集瓶进气口和出气口内径7.5mm,容量100ml 

7. 梯度风蚀专业气象站:

1) 风速:测量范围0~60m/s 分辨率0.1 m/s精度±3%

2) 风向:测量范围0~360 分辨率1,  精度±3

3) 降雨传感器:翻斗式雨量筒,测量范围0~4mm/min,精度4%,分辨率0.1mm

4) 土壤水分传感器:测量范围0~100%,精度2%,分辨率0.1%

5) 土壤温度传感器:测量范围-40~+80,精度±0.2

8. 自动气象观测站:

1) 翻斗式雨量计:采样面积:200 cm² (WMO世界气象组织标准);分辨率:0.1mm (相当于1次翻斗的量);每翻斗雨量:2 cm³尺寸:直径 190 mm,高度 395 mm

2) 总辐射传感器:测量范围:0-1400 W m-2;响应时间:< 18 s for 95% of end value;测量精度:10 µV/Wm-2;光谱范围:0.3—2.8 µm;误差范围:< 2.5%

3) 净辐射传感器:测量范围:-300—+1000 W m-2;响应时间:< 20 s for 90% of end value;测量精度:10 µV/Wm-2;光谱范围:0.3—60 µm;误差范围:< 2.5%

4) 风速传感器:测量精度:1% (±0.1m s-1);测量分辨率:0.25 m s-1

5) 风向传感器:测量范围:0—355°;分辨率: 0.3°

6) 空气温湿度传感器:湿度测量范围:0—100 % (± 4 %);温度测量范围:-30~+70°C +/- 0.1 K,分辨率:0.1°C (PT100探头,0.3°C)

7) 压力传感器(温度补偿):测量范围:1) 945—1055 kPa;2)895—1005 kPa;3)915—1025 kPa;4)865—995 kPa;适用温度:-40—+60°C;精度:±1.5 kPa

 

产地:德国

 

重要参考文献:

 

1. Funk. R, Skidmore, E. L. Hagen, L.J. 2004. Comparison of wind erosion measurements in Germany with simulated soil losses by WEPS. Environmental modeling & software, 19: 177-183

2. Goossens, D. and Offer, Z.Y. 2000. Wind tunnel and field calibration of six aeolian dust samplers, Atmospheric Environment, 34(7), 1043-1057.

3. Janssen, W., 1991. Prognostische Beschreibung eines Transportprofils bei Winderosion auf einem Ackerboden. Mitt. Dt. Bodenkundl. Ges. 65, 33–36.

4. Kuntze, H., Beinhauer, R.T., Tetzlaff, G., 1989. Quantifizierung der Bodenerosion durch Wind. Mitt. Dt. Bodenkundl. Ges. 59/II, 1089–1094.

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