观测系统
观测系统包括3部分:森林梯度观测系统、开路涡度相关系统和闭路水汽-CO2廓线系统。详细安装设置如下:
森林梯度观测系统是50m高铁塔上,分别在1.5m、6m、10m、15m、33m、41m、50m安装由7层3杯风速仪(Met 010C-1,美国Met One公司)和温湿计(HMP45C,芬兰Vaisala公司)构成的风速和温湿度垂直梯度观测系统,在塔顶安装风向仪(Met 020C-1,美国Met One公司)和雨量筒(TE525MM,美国Texas公司);铁塔上架设了6层PAR传感器:上层(30m高度)点状测定光量子通量密度(LI-190SB,美国Li-cor公司),其余5层(2m、4m、8m、12m、16m)为1m长10点杆状(LQS70-10,美国Apogee公司),观测光合有效辐射的垂直变化;在观测铁塔25m处设置有太阳辐射和反射辐射(长、短波)及净辐射观测的传感器(CNR-1,荷兰Kipp&Zonen公司);另外,在胶林群落冠层以上和林内地表层设置了2层(1.5m和30m)红外温度传感器(IRR-P,美国Apogee公司),对植物冠层表面和地表温度进行监测;此外,还设置了地温观测仪获取土壤温度数据(TCAV-L,美国Campbell公司);土壤温度梯度利用安装在地表以下2cm、5cm、20cm、50cm、100cm温度传感器进行测定(109,美国Campbell公司);在5cm、20cm、50cm安装土壤热通量板(HFP01,荷兰Hukseflux公司)和3层土壤湿度传感器(CS616-L,美国Campbell公司)以收集土壤热通量和土壤水分等相关数据。各种数据分别在2m和30m用2个数据采集器(CR3000,美国Campbell公司)收集、存储。
开路涡度相关系统安装高度为25m,涡度系统是利用三维超声风速测定仪(CSAT3,美国CAMPBELL公司)瞬时三维风速和温度及其脉动,利用开路红外CO2/H2O气体分析仪(LI-7500,美国Li-cor公司)观测CO2和水汽通量,利用数据采集器(CR3000,美国Campbell公司)收集数据,CSAT3和LI-7500的取样频率均为10Hz,通量平均时间为30min。
8层水汽-CO2闭路廓线系统(AP100,美国Campbell公司集成)安装高度分别为1.5m、6m、10m、15m、25m、33m、41m、50m,系统主要由CO2/H2O气体分析仪(LI-840,美国Li-cor公司)、8层气体采集系统和数据采集器(CR1000,美国Campbell公司)组成,测定胶林垂直CO2/H2O廓线。原始数据的记录和实时计算均由系统软件Loggernet(美国Campbell公司)完成。
图1 儋州站微气象观测铁塔仪器安装简图