ייצור טמפרטורה פשוטה וזולה משטח הקרקע ו Gravimetric תוכן המים חיישנים

שיטה זו מאפשרת לכל אחד לבנות חיישנים שיכולים למדוד את הטמפרטורה והלחות של חמשת המילימטרים העליונים של הקרקע, אזור דינמי וקשה למדידה. מדידת מיקרו אקלים בו זמנית על פני הקרקע מאפשרת הערכה של האופן שבו טמפרטורה ולחות קרקע משפיעות על אורגניזמים, שטפי גז ורכיבים אחרים של תפקוד המערכת האקולוגית על פני הקרקע. פני הקרקע נוטים במיוחד לתנודות גדולות בטמפרטורה ובלחות ועשויים להיות חשובים באופן לא פרופורציונלי בוויסות הפעילות הכוללת של המערכת האקולוגית.

החיישנים מספקים תובנות חדשות לגבי האופן שבו ביוטה פני השטח של לחות הקרקע מוסדרת על ידי ומגיבים לשינויים בטמפרטורה ובלחות, שהיה קשה ללמוד בעבר. כדי להכין את כבל התרמוקופל, הפשיטו את מעיל הכבל ארבעה כדי לתת סנטימטרים מקצה הכבל, והפשיטו את נדן הקוטר הקטן שנחשף לאחרונה חמישה מילימטרים מקצות החוטים, וחתכו את חוט הקרקע בז'קט הכבל כך שהוא לא ייחשף מעבר לז'קט. לובש את ציוד המגן המתאים, ARC לרתך את הטיפים החשופים של החוטים יחד ולמשך בעדינות על החוטים כדי לבדוק את כוחו של הריתוך, ולוודא כי הטיפים אינם נפרדים.

טובלים את קצות ריתוך ARC של כבל התרמוקופל לתוך סרט חשמלי נוזלי כדי לכסות את המתכת החשופה של החוטים, ולפחות שלושה מילימטרים של נדן חוט בקוטר קטן. לאחר מתן אפשרות לקלטת החשמלית להתייבש לפחות ארבע שעות, או כפי שהומלץ על ידי היצרן, לחתוך חתיכה של צינורות כיווץ חום כ 3.3 מילימטר כי הוא ארוך מספיק כדי לכסות את הסרט החשמלי על נדן קוטר קטן לפחות סנטימטר אחד של ז'קט התרמוקופל, ולהכניס את החוטים לתוך הצינור, ולאחר מכן להזיז את הצינור בחזרה מעל מעיל הכבל. כדי להכין את כבל לחות הקרקע, להפשיט את מעיל הכבל חמישה סנטימטרים מקצה הכבל לחתוך את חוט הקרקע על מעיל הכבל כך שהוא לא חשוף מעבר לז'קט.

רצועת סנטימטר אחד של נדן הקוטר הקטן הפנימי מהקצוות של חוטי לחות הקרקע ולסובב את המתכת החשופה של כל חוט כדי לאחד את הגדילים הקטנים. לאחר מכן, באמצעות הגנת העור והעין המתאימה, יש למרוח את הלחמה על המתכת החשופה בכל קצה חוט כדי להפוך את הגדילים הקטנים והמעוותים. לאחר מכן, חותכים חתיכה של צינורות כיווץ חום בקוטר 10 מ"מ להיות כ סנטימטר אחד יותר מהמרחק שבו מעיל הכבל הופשט לקצה החוטים המשומרים, וממקמים את הצינור הזה על שני החוטים.

מחליקים את הצינורות לאחור מעל מעיל הכבל וחותכים שתי חתיכות של 1.5 ס"מ של צינורות כיווץ חום 3.3 מילימטר. מניחים חתיכה אחת של צינורות על כל חוט ולהחיל שטף הלחמת על ההלקות של רצועת שקע שני שיניים. הלחם את הקצוות המשומרים של החוט עד לקצוות רצועת השקע הדו-כיוונית, הקפד לשמור על שני הקצוות מופרדים כך שהם לא נוגעים.

הזז את שתי חתיכות של חום בקוטר 3.3 מילימטר להתכווץ לבסיס של רצועת שקע שני שיניים, כך שכל חלקי המתכת מכוסים. השתמש באקדח החום כדי לדבוק צינורות כיווץ החום, מקפיד לא להתחמם יתר על המידה ולהמיס את הלחמה מתחת לצינורות. הזז את צינור כיווץ החום בקוטר 10 מ"מ למילימטר אחד מקצה רצועת השקע הדו-כיוונית כך שהוא מכסה את רצועת השקע, את חוטי הקוטר הקטן וחלק ממעיל הכבלים, ולהשתמש באקדח החום כדי לתקן את צינור כיווץ החום במקום.

כדי לשנות את רצועת המסוף שמונה שיניים, לכוון את הרצועה כך שיניים העליון מתעקלים מן התצוגה ולהשתמש חיתוכים תיל לחתוך את השני, הרביעי, והשביעי שיניים משמאל, ממש מתחת לרצועת מגע פלסטיק שחור. למדוד חמישה מילימטרים מתחת לרצועת המגע פלסטיק שחור ולסמן את ההגרלים השלישי, החמישי והשישי משמאל בחמישה מילימטרים, ולאחר מכן לחטוף שיניים אלה על סימני חמישה מילימטר. להרכבת ראש חיישן, לחתוך שתי חתיכות סנטימטר אחד של צינורות חום בקוטר של כ 13 מילימטר ולהחליק אחד מעל כל אחד מכבלי לחות תרמוקופל ואדמה.

הזז את הקצה מרותך ARC של חוטי התרמוקופל מעל החלק העליון של הישבן הקצוץ השלישי, כך קצה התרמוקופל מכוון עם סוף הקצה של prong קצוץ, ולכופף את החוטים, כך שהם בצע את העקומה העליונה של הנג. החלק את צינור כיווץ החום בקוטר 3.3 מילימטר מעל החלק המעוקל של ההדק וחוטים התרמוקופל ובדוק שצינור כיווץ החום מכסה גם חלק ממעיל הכבלים התרמוקופל. השתמש באקדח חום כדי לדבוק צינור כיווץ החום במקום ולהשתמש באצבעות כדי לסחוט את החלק של צינור כיווץ החום כי הוא מעל שיניים מעוגלים.

הכנס את הקצוות המעוקלים העליונים של שיניים חמש ושש לתוך רצועת שקע שני שיניים ולהזיז את החלק העליון 13 מילימטר קוטר של צינור כיווץ חום לכיוון ראש החיישן עד שהוא ממוקם כ סנטימטר אחד מהראש. השתמש באקדח חום כדי לתקן את הצינור במקום, דואג לשמור על רצועת השקע מחובר היטב שיניים חמש ושש, ועל חוט thermocouple על prong שלוש, ולהדביק את פיסת חום בקוטר 13 מילימטר האחר להתכווץ צינורות כמה סנטימטרים מאחורי החתיכה הקודמת של צינורות כיווץ חום. בעת תיקון צינור כיווץ החום במקום, חיבור טוב בין רצועת שקע שני שיניים ו prongs חמש ושש של ראש החיישן שונה הוא קריטי.

לאחר מכן, להחיל סרט חשמלי נוזלי על כל הצדדים של חוט thermocouple ו prong שלוש, ועל כל הצדדים של חיבור רצועת השקע, להבטיח כי כל המתכת החשופה מכוסה. עם זאת, אל תכסה את ההלקאה חתוכה באורך 5 מ"מ המשויכת לחיבור. כאן, נתוני כיול יבשים עבור שתי דגימות של כל אחד משלושת מצעי הקרקע, כל אחד עם בדיקה משלו, מוצגים.

הרגרסיות לדגימות הקרקע של סחף לם היו שונות משני מצעי הקרקע האחרים, ולכן, החלת משוואת הרגרסיה של אדמת לם סחף לביו-קרוסט או להיפך תוביל לערכים שונים באופן דרמטי. מצד שני, הקשר בין מים כבידתיים לבין התנגדויות הגשוש לאדמת החול העדינה וביוקרוסט הטחב היו דומים. מכיוון שיכולה להיות שונות בתוך המצעים, חשוב להשיג גודל מדגם גדול מספיק כדי לייצר עקומת כיול מדויקת וליצור עקומות כיול בודדות לכל האתרים.

בגרפים אלה ניתן לראות את הטמפרטורה הממוצעת ואת תוכן המים הכבידתיים ממגרשים מחוממים ומבוקרים לשני אירועי גשם נפרדים שהתרחשו בתחילת מאי 2018. הטמפרטורות הממוצעות בחלקות החמות היו גבוהות באופן עקבי מהטמפרטורות הממוצעות של החלקות המבוקרות. במהלך שני אירועי הגשם הללו, חיישני ההתנגדות בחלקות המחוממות רשמו פחות לחות קרקע מאשר הבקרות והמגרשים המחוממים התייבשו מהר יותר.

חשוב להבטיח כי חיבור טוב נעשה כאשר ARC ריתוך חוטי התרמוקופל וכאשר מחברים את הרצועה השנייה לראש החיישן. התקנו חיישנים אלה לשימושם בניסויי התחממות מרובים, גם כאשר הבנה כיצד טיפולי טמפרטורה משפיעים על קריאות לחות הקרקע היא קריטית לפרשנות נתוני מיקרו-אקלים של פני הקרקע. בשילוב עם מכשירים אחרים, חיישנים אלה אפשרו חקירה של האופן שבו טמפרטורה ולחות על פני הקרקע משפיעות על תהליכי קרקע בסיסיים, כמו שפע פחמן דו חמצני לאטמוספירה.

הקשר החדש הזה בין מיקרו אקלים קרקע פני השטח ופלוקס הקרקע היה קריטי להבנתנו כיצד קרקעות יבשות עשויות ליצור פידבקים לשינוי גלובלי.