Il rinnovo della superficie è un metodo micrometeorologico che viene utilizzato sempre più spesso per determinare i flussi di energia, ma la sua complessità tecnica lo rende inaccessibile a un vasto pubblico. Descriviamo i passaggi necessari per impostare e calibrare una stazione di campo di rinnovo della superficie, per acquisire ed elaborare i dati e per interpretare correttamente i risultati.
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Articolo metodologico
Rinnovo di superficie: un metodo avanzato micrometeorologici per la misurazione e l'elaborazione del campo scala dell'energia densità di flusso di dati
In questo articolo
Sommario
Abstract
I metodi micrometeorologici avanzati sono diventati sempre più importanti nelle scienze del suolo, delle colture e dell'ambiente. Per molti scienziati senza una formazione formale in scienze atmosferiche, queste tecniche sono relativamente inaccessibili. Il rinnovo della superficie e altri metodi di misurazione del flusso richiedono una comprensione della meteorologia dello strato limite e una formazione approfondita nella strumentazione e nei molteplici programmi di gestione dei dati. Per migliorare l'accessibilità di queste tecniche, descriviamo la teoria alla base delle misure di rinnovo della superficie, dimostriamo come configurare una stazione di campo per il rinnovo della superficie con calibrazione della covarianza parassita e utilizziamo il nostro programma di data logger chiavi in mano open source per eseguire l'acquisizione e l'elaborazione dei dati di flusso. Il nuovo programma chiavi in mano restituisce all'utente una semplice tabella di dati con i flussi corretti e i parametri di controllo della qualità ed elimina la necessità per i ricercatori di spostarsi tra più programmi di elaborazione per ottenere i dati finali del flusso. Un esempio di dati generati da queste misurazioni dimostra come viene misurato l'uso dell'acqua delle colture con questa tecnica. Le informazioni di output sono utili ai coltivatori per prendere decisioni di irrigazione in una varietà di ecosistemi agricoli. Queste stazioni sono attualmente impiegate in numerosi esperimenti sul campo da parte dei ricercatori del nostro gruppo e del California Department of Water Resources nelle seguenti colture: riso, vino e uva passa, erba medica, mandorlo, noce, pesca, limone, avocado e mais.
Introduzione
La scarsità d'acqua minaccia la sostenibilità agricola nelle regioni aride. Questa situazione probabilmente peggiorerà con il cambiamento delle condizioni climatiche e la crescente competizione tra gli enti agricoli, municipali, industriali e di conservazione per le limitate riserve idriche. Per affrontare questo dilemma in corso, i coltivatori sono alla continua ricerca di modi per migliorare l'efficienza dell'irrigazione e la tecnologia che stima meglio l'uso dell'acqua delle colture (ad esempio l'evapotraspirazione, ET) in tempo reale e migliori metodi agrometeorologici aiuteranno sicuramente questi sforzi. Le attuali tecnologie utilizzate dai coltivatori ....
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Protocollo
- Eseguire un'analisi della direzione del vento e dell'impronta prima dell'installazione sul campo; questo passaggio è importante per assicurarsi che la torre sia posizionata correttamente per catturare il flusso rappresentativo nel campo di studio.
- Prima di stabilire la stazione di campo, è necessario valutare la direzione del vento prevalente nel grafico di studio e determinare la quantità di recupero (distanza di bolina) necessaria per la propria particolare applicazione. La distanza del recupero dipende dall'altezza della superficie da misurare e dall'altezza degli strumenti4. Generalmente, il recupero è di 100 metri sottovento pe....
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Risultati
L'acquisizione delle componenti Rn e G dell'equazione del bilancio energetico è relativamente semplice ed economica. Le misurazioni di H sono più complesse e richiedono tracce di temperatura ad alta frequenza, misurate con una termocoppia a filo sottile per il rinnovo superficiale o con un anemometro a suono per la covarianza di vortici. Un esempio di traccia di temperatura misurata con una termocoppia a filo sottile è rappresentato nella Figura 9, e mostra la necess.......
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Discussione
Il metodo di rinnovamento della superficie rappresenta un'opportunità tangibile per sviluppare una tecnica autonoma ed economica per quantificare l'uso dell'acqua delle colture in tempo reale. I recenti progressi nell'elaborazione dei segnali, nella programmazione dei data logger, nella calibrazione e nella gestione dei dati hanno messo a fuoco questo obiettivo in modo più chiaro. Questo manoscritto e il nostro programma di registrazione dati chiavi in mano6 sviluppato di recente rendono i metodi micrometeorol.......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere attualmente interessi finanziari concorrenti.
Ringraziamenti
Il supporto parziale per questa ricerca è stato fornito da J. Lohr Vineyards & Wines, dal National Grape and Wine Institute, da una sovvenzione NIFA Specialty Crops Research Initiative ad AJM e dal finanziamento USDA-ARS CRIS (Research Project #5306-21220-004-00).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Registratore di dati | Campbell Scientific, Inc. | CR1000 | |
| Campbell Scientific, Inc. | ENC12/14-SC | ||
| Torre (6 piedi) con messa a terra e parafulmini | Campbell Scientific, Inc. | CM6 | |
| Braccio trasversale (4 piedi) | Campbell Scientific, Inc. | CM204 | |
| Raccordo incrociato Nu-rail | Campbell Scientific, Inc. | 17953 | |
| Alimentatore (12 V) con regolatore e batteria | Campbell Scientific, Inc. | PS100 | |
| (12 V) | Campbell Scientific, Inc. | CH100 | |
| Campbell Scientific, Inc. | 6186 | ||
| Cavo di prolunga per termocoppia | Campbell Scientific, Inc. | Termocoppie FWC-20 | |
| Campbell Scientific, Inc. | FW3 | ||
| 3D con collo lungo | RM Young Company | 81000 RE | |
| 8 cavo conduttore per anemometro | RM Young Company | 18660 | |
| Piastre di flusso di calore del suolo | REBS, Inc. | HFT3.1 | |
| Termocoppie per terreno | Campbell Scientific, Inc. | Radiometro TCAV | |
| Net con cavo | Kipp and Zonen, Inc. | NR Lite 2 | |
| Supporto da palo per radiometro | Kipp and Zonen, Inc. | L-CMB1 |
Riferimenti
- Moratiel, R., Martínez-Cob, A. Evapotranspiration of table grape trained to a gable trellis system under netting and black plastic mulching. Irrigation Science. 30 (3), 167-178 (2011).
- DWR (Department of Water Resources). California Water Plan Update, Bulletin 160-05. , Califo....
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Ristampe e permessi
