Name: 증발에 대기 강제력의 효과를 탐구 : 대기 경계층과 얕은 표면 하의의 실험 통합 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 27 s
Description: 학습하세요 토양 탱크와 기후 조절 풍동을 결합한 실험 장치를 구축하여 대기 강제력이 증발에 미치는 영향을 정밀하게 측정하는 방법을. 이 프로토콜은 환경 과학 연구에 활용됩니다.

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이 연구는 미 육군 연구 사무실 상 W911NF-04-1-0169, 공학 연구 개발 센터 (ERDC)와 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 부여 EAR-1029069에 의해 투자되었다. 학부 연구의 여름 프로그램 광산의 콜로라도 학교를 부여하여 또한,이 연구가 지원되었다. 저자는 자신의 공헌 라이언 Tolene와 폴 슐츠을 감사드립니다.

주 : 실험실 테스트는 기후 제어 풍동 장치와 인터페이스 이차원 벤치 스케일 탱크를 사용하여 수행된다. 벤치 규모의 탱크와 풍동 모두 다양한 센서 기술을 계측한다. 다음 프로토콜은 제 풍동 논의 모두의 계측 하였다 건설 토양 탱크의 제조에 대해 논의한다. 제시 탱크 치수 풍동 치수, 센서의 수, 및 센서 기술 유형은 특정 실험 장치의 요구에 적합하도록 변형 될 수있다. 아래 제시된 프로토콜은 실험적 베어 토양 증발에 풍속의 영향을 연구하기 위해 사용되었다. 1. 건설 및 다공성 미디어 토양 탱크의 제조 <ol><li> 다섯 개별 창으로 1.2 cm 두께의 아크릴 유리의 큰 조각을 잘라. 내부 길이, 폭 25의 높이, 9.1 55cm, RESP와 오픈 얹어 토양 탱크에이 창을 조립ectively. 아크릴 유리는 지하에있는 프로세스가 육안으로 관찰 할 수 있습니다. </li><li> . 그림 1과 같이 두 개의 큰 유리 창 (길이 25cm, 높이 55cm)에 각각 25cm로 25cm 인 5 × 5 격자 그리기 그리드 내에서 각 사각형 25cm 2의 영역이 있는지 확인 (그림 1). 그리드는 토양 탱크 내의 공간을 적절하게 센서에 사용된다. </li></ol><img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/52704/52704fig1highres.jpg" width="700" /> 도 1 : 실험 셋업 (치수 센티미터) 사용 토양 탱크의 개략도 정면도 및 측면도 (a) 스물 다섯 5cm X 5cm 이루어진 그리드 시스템을 표시 토양 탱크의 정면도. 사각형입니다. (b) 토양 탱크의 측면도로서 FUNC 설치된 온도, 상대 습도, ​​토양 수분 센서 네트워크를 도시깊이의 기. 회로도는 비율로 그려되지 않습니다. <ol start="3"><li> 대형 유리 평면 중 하나에서, 스물 다섯 1.9 cm (¾ 인치) 토양 수분 센서 직경 홀의 총 드릴. <ol><li> 두 접하는 사각형의 구멍의 중심이 5cm 떨어져 있도록 단계 120에서 설립 그리드의 모든 정사각형의 중심에 각각 구멍을 드릴; 구멍의 제 1 세트는 탱크의 상부 아래 2.5 cm이다. 새로 생성 된 구멍의 각에 스레드를 잘라 적절한 크기 탭을 사용하십시오. 센서 사이 5cm 간격은 각각의 센서는 센서의 다음으로 가장 가까운 샘플 볼륨의 외부에있는 것을 보장한다. </li></ol></li><li> 이와 유사하게, 드릴 단계 1.2 동안 생성 된 각 격자 상자의 중앙에 이십오 0.635 cm (¼ 인치) 직경의 구멍의 총을 누릅니다. 각 구멍의 중심이 2.5 cm 토양 탱크의 맨 아래에있는 구멍의 첫 번째 행에 5cm 이격되어 있는지 확인합니다. 센서 사이 5cm 간격은 각 S 보장ENSOR은 다음으로 가장 가까운 센서의 샘플링 체적의 외부이다. </li><li> 탱크, 드릴의 하위로 사용되는 아크릴 창에서 창 중간에 하나의 ½ 인치 직경의 구멍을 누릅니다. 유리의 내부면에 걸쳐 구멍 (이용되는 테스트 토양보다 미세한) 메쉬 스크린을 붙인다. 바닥면의 외측에 조절 밸브가가요 성 호스에 연결되어 90 ° 엘보를 설치한다. 이 밸브와 배관이 실험의 종료시 또는 일정한 수면 깊이를 일정하게 유지하기위한 헤드 장치를 설치하는 방법으로 탱크로부터 물을 배출하기 위해 사용된다. </li><li> . 해양 등급의 접착제 또는 첨부 그림 1과 같이 함께 탱크를 밀봉 유사한 방수 폴리머 접착제를 사용하여 접착제가 하루 동안 치료하도록 허용합니다. </li><li> lengt 기반으로 주사기 Z- 추적 injection.Size 1.2 cm 두께의 아크릴 유리의 두 개의 추가 조각을 부착, 지상 떨어져 탱크를 올리고 90도 팔꿈치위한 공간 (그림 1)를 만들려면탱크의 바닥에 H 12cm, 높이 5cm. </li></ol> 2. 건설 및 기후 제어 풍동의 준비 <ol><li> 8.5 cm의 폭, 26cm의 높이를 갖는 직사각형 아연 도금 강판 덕트 재료로 풍동 215cm 긴 상류 부 구축. 폴리스티렌 절연 덕트의 외부를 둘러싸고 있습니다. </li><li> 상대 습도는 온도 센서의 삽입 풍동의 상류 부의 하류 출구 근처 덕트 라인의 측면에 작은 구멍을 뚫는다 (도 2). </li></ol><img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/52704/52704fig2highres.jpg" width="700" /> 그림 2 :. 탱크, 덕트, 센서 그리드 (치수는 센티미터에) 포함하여 전체 실험 장치가 결합 된 풍동 및 토양 탱크 장치의 실험 셋업을 완료합니다. 풍동은상승과 토양 탱크의 표면과 같은 높이 앉아있다. 토양 탱크는 하부 표면과 대기의 다양한 변수를 측정하는 데 사용되는 센서 네트워크로 계측된다. 그리드 원은이 센서를 삽입하는 위치를 나타냅니다. 가열 제어 시스템 및 인라인 덕트 팬은 각각, 온도 및 풍속을 제어하기 위해 사용된다. 피토 정전기 튜브 풍속을 측정하는 데 사용된다. 전체 장치는 실험 동안 질량 밸런스를 얻기 위해 가중 규모에 앉는다. 회로도는 비율로 그려되지 않습니다. <ol start="3"><li> 풍동의 상류 부분의 길이를 따라 평행하게 반사기 내에 배치 다섯 세라믹 적외선 가열 소자를 설치한다. 적외선 온도 센서에 의해 조절하는 온도 제어 시스템, 적외선 가열 요소를 연결한다. </li><li> 각각 25cm와 26cm의 길이와 높이와 두 1.2 cm 두께의 아크릴 패널 중 풍동의 중간 부분을 구축합니다.도 2에 도시 된 위치에서의 온도 및 / 또는 습도 온도 센서를 삽입 중앙부 패널 중 하나에 두 0.635 cm (¼ 인치) 직경의 구멍을 뚫는다. <ol><li> 토양 탱크의 측벽의 상부로 아크릴 패널을 고정 (즉, 크기 25cm X 55cm와 패널), 강한 접착 테이프를 이용하여 풍동 토양 탱크 패널은 서로 같은 높이로 보장. </li></ol></li><li> 단계 2.1에 기재된 방법과 동일한 크기의 직사각형 덕트 재료로 풍동의 하류부의 제 50cm 구축. 종단 측면에서, 170cm의 길이가 15.3 cm 직경 원형 덕트에 직사각형 덕트 물질을 줄일 수 있습니다. 아연 도금 강판 댐퍼를 설치, 바람의 속도 제어에 원조를위한 원형 덕트의 먼 하류 끝에서, 바람의 속도를 조정합니다. </li><li> 단계 2.2에서와 같이,에 대한 입구 근처 직사각형 덕트의 하류 측에서 하나 0.635 cm 직경의 구멍을 뚫상대 습도는 온도 센서의 삽입. 풍동의 중심선을 따라 직사각형 덕트의 상단에서 제 0.635 cm 직경의 구멍을 뚫는다. </li><li> 원형 덕트의 중간에 인라인 덕트 팬을 장착합니다 (즉, 단계 2.4에 설명 감소 하류 85cm) 지향은 풍동의 하류 부분에서 공기를 배출합니다. 회전 수의보다 정확한 제어를위한 그 결과 풍속 등의 가변 속도 컨트롤러와 팬을 인터페이스입니다. </li><li> 올리고 풍동 장치를 확보하기 위해 용접 재료 및 가변 선반 유닛을 사용한다. 상류와 하류 배관의 바닥은 흙 탱크 (그림 2)의 상단 높이가 있는지 확인합니다. </li></ol> 센서 3. 설치 <ol><li> 토양 탱크 내에 설치하기 전에, 나사 NPT 하우징 내의 각각의 토양 수분과 온도 센서를 고정 (1.9 cm와 0.635 cm의 각각 하우징) 및 SE깜박이는 실란트와 알은 수분 침입을 방지합니다. 그들이 어떤 센서 내에서 전자 공학을 방해 할 수있는 실리콘 기반의 실란트 제품을 사용하지 마십시오. 약 1 주일의 센서를 치료. </li><li> 앞서 토양 탱크 설치, 사카키 외. (12)에 의해 개발 된 두 지점 α 혼합 방법에 따라 토양 수분 센서를 교정. </li><li> NPT 스레딩과 아크릴 유리 사이에 더 나은 밀봉을 제공하기 위해 탱크에 설치하기 전에 배관공 테이프와 각 NPT 하우징의 스레드를 감싸. </li><li> 가로 단계 1.2에서 논의 된 위치에서 탱크의 벽을 통해 25 토양 수분과 온도 센서들 각각의 전체를 설치한다. 케이블 내의 내부 배선에 손상을주지 않도록 NPT 장착 / 하우징과 동기화 센서 케이블을 트위스트. 과잉 토크 NPTs 깨지는 것을 방지하기 위해 유리하지 않는 정도로. 그 지정 데이터에 토양 수분 센서와 온도 센서를 연결로거. </li><li> 탱크의 최첨단 2.5, 12.5 및 21.5 cm의 거리에서 토양 표면에 3 상대 습도 온도 센서를 설치합니다. 상대 습도 수치가 토양 표면보다는 주변 공기의 조건을 반영되도록 토양 표면과 잘 접촉 센서를 놓는다. 데이터 로거에 센서를 연결합니다. </li><li> 분위기에 필요한 공기의 온도 및 상대 습도 측정을 얻기 위해서는, 풍동의 상류 및 하류 섹션뿐만 아니라 패널을 천공 구멍을 이용하여, 풍동의 자유로운 흐름 부분에서 상대 습도 온도 센서를 설치한다. </li><li> 하류 풍동 섹션 상단에 드릴 0.635 cm의 구멍을 통해 토양 탱크의 직접 하류 피토 정전기 튜브를 설치합니다. 섹션의 바닥에서 13cm의 높이에서 피토 정전기 튜브를 잡고. 차동 압력 변환기에 피토 정전기 튜브를 연결합니다. </li><li> Calibrat차압 변환기 전자. 정체과 정압의 차이로 정의되는 피토 튜브 정전기 대책 동압. 압력 차이는 전압 차와 압력 트랜스 듀서에 의해 해석된다. <ol><li> 없는 흐름 조건에서 전압 (전압이 0 거의 동일해야 함) 및 알려진 동적 압력의 흐름을 측정; 이 선형 관계가 동적 압력과 전압 사이에 설정 할 수 있습니다. 베르누이의 식을 적용하여 풍속을 결정 : <img alt="식 (1)" fo:content-width="0.8in" src="/files/ftp_upload/52704/52704eq1.jpg" width="100" /> (1) V (m / 초)이 풍속, P의 동적 (PA) 인 동적 압력 및 ρ (kg / m 3) 여기서 공기의 밀도이다. </li><li> (1) 다른 측정 장치와 수학 식을 이용하여 계산 속도를 비교한다. 여기서, 피토 정전기 튜브 차압 TRA 비교레이저 도플러 유속계 (LDV) ± 0.01 m / 초의 정확도를 가지고 측정을 nsducer. 채용 센서 및 관련 샘플링 주파수의 요약은 표 1에서 찾을 수 있습니다 센서 사양 및 기타 정보는 동봉 된 재료 / 장비 목록을 참조하십시오. 참고. </li></ol></li></ol><table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> 감지기 </td><td> 센서 측정 </td><td> 실험 장치에 사용되는 센서의 수 </td><td> 센서의 샘플링 주파수 (분) </td></tr><tr><td> EC-5 </td><td> 토양 수분 </td><td> (25) </td><td> (10) </td></tr><tr><td> ECT </td><td> 토양 / 공기 온도 </td><td> (25) </td><td> (10) </td></tr><tr><td> SH-1 </td><td> 열적 특성 </td><td> 1 </td><td> (10) </td></tr><tr><td> EHT </td><td> 상대 습도 / 온도 </td><td&gt; 5 </td><td> (10) </td></tr><tr><td> 적외선 카메라 </td><td> 표면 온도 / 증발 </td><td> 1 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 디지털 카메라 </td><td> 건조 앞의 시각화 </td><td> 1 </td><td> (60) </td></tr><tr><td> 피토 정적 관 </td><td> 풍속 </td><td> 1 </td><td> (10) </td></tr><tr><td> 무게 규모 </td><td> 누적 증발 / 증발 속도 </td><td> 1 </td><td> (10) </td></tr></tbody></table> 표 1 : 본 연구의 실험 부분에 사용되는 센서의 개요. 4. 토양 탱크 팩과 실험의 시작을위한 준비 <ol><li> 토양 탱크 포장에 앞서, 누설 테스트를 수행하여 무결성을 테스트한다. 물 탱크를 채우고 구조 또는 센서의 누출이 개발되지 않았는지 확인하기 위해 4-6 시간 동안 기다립니다. <ol><li> 누수가 개발하는 경우, 탱크 드레인은 밤새 건조하자 같은 M을 사용하여 누수를 해결원래 건설 중에 사용 arine 접착제. 새는 개발 없으면 토양 탱크 드레인 아래의 단계를 준비​​. </li></ol></li><li> 장소에 센서를 탱크의 총 부피를 결정합니다. 조심스럽게 첨가하는 물의 양을 기록 할 확인한 눈금 실린더를 사용하여 물 탱크를 채우기. 단계 4.5에서 사용 cm3에 기록 된 전체 볼륨을 변환합니다. </li><li> 토양 탱크 팩을 건조 토양을 얻습니다. Smits는 별도로 외에서 논의 된 방법에 따라 선택된 토양의 유압 및 열적 특성을 특성화. 11 </li><li> 조심 토양 및 탈 이온수를 사용하여 토양 탱크 습식 팩. <ol><li> 토양 탱크 습식 팩을 먼저 탱크에 물을 약 5cm를 붓는다. 천천히 2.5 cm 깊이 단위로, 특종을 사용하여 탱크에 물에 건조 토양을 추가합니다. 토양 포장의 기공율을 산출 할 수 있도록 각각의 리프트 동안 첨가 모래의 중량을 기록한다. </li><li> 완료되면각 층의 반복에 걸쳐 균일 한 벌크 밀도를 얻기 위하여, 고무 망치, 100-200 번을 이용하여 탱크 벽을 탭. 도청 동안, 센서 및 센서 와이어와의 접촉을 피하십시오. 민감한 센서 네트워크 손상되지 않도록 진동 장치의 사용은 피해야한다. </li></ol></li><li> 각각의 토양 층의 가중치를 함께 합산, 탱크 패킹이 완료되면 토양의 총 질량을 얻는 (단계 4.4 참조). 토양의 부피 밀도가 총 질량을 나누어 모래의 양을 결정하는 (예를 들면 석영 모래의 벌크 밀도가 2.65 g / cm 3) (V s를 3 cm). 에 따라 탱크 내의 토양 공극률 (η, m 3 / m 3)을 계산 : <img alt="식 (2)" fo:content-width="0.8in" src="/files/ftp_upload/52704/52704eq2.jpg" width="100" /> (2) 여기서 (V T, m 3) 4.2 단계에서 결정된 빈 탱크의 총 부피이다. </li> &lt;실험이 증발의 발병을 방지하기 위해 시작할 준비가 될 때까지 탱크가 완전히 충전되면 리&gt;, 같은 탱크를 통해 사란 랩 등의 플라스틱 커버를 배치합니다. </li><li> 차례로 증착 속도를 계산하는 데 사용될 수있다 누적 수분 손실을 모니터링 가중 규모에 탱크를 배치. </li><li> 물의 밀도 및 증발면의 단면적의 곱에 의해 시간당 중량 손실 나눈 시간당 증발 속도를 계산한다. </li></ol> 5. 실험을 시작하고 데이터 수집을 시작합니다 <ol><li> 셋업이 완료되면, 원하는 대기 조건 (즉 온도, 풍속)을 결정한다. 데이터 로거 및 기타 데이터 수집 시스템이 올바른 샘플링 간격 (예를 들어, 매 10 분)로 설정하고 설정되어 있는지 확인합니다. </li><li> 팬과 온도 제어 시스템을 시작합니다. 기후 조건 (S)의 표면에 플라스틱 커버를 제거하기 전에 평형화 허용오일 탱크. 원하는 시간 (예를 들어 15 일간)을위한 실험을 실행. </li></ol>

<ol><li>Surface and Planetary Boundary Layer. Web. , 
 Available from:
 
 <a target="_blank" href="http://www.esrl.noaa.gov/research/themes/pbl/">http://www.esrl.noaa.gov/research/themes/pbl/</a> (2014).</li>
<li>Verstraete, M. M., Schwartz, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Desertification+and+global+change%5BTitle%5D)+AND+%22Vegetatio%22%5BJournal%5D)">Desertification and global change.</a> Vegetatio. 91, 3-13 (1991).</li>
<li>Warren, A. Desertification. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWarren%2C+A+%22The+Physical+Geography+of+Africa%22">The Physical Geography of Africa</a>. Adams, W. M., Goudie, A. S., Orme, A. R. , University Press. Oxford. 342-355 (1996).</li>
<li>Katata, G., Nagai, H., Ueda, H., Agam, N., Berliner, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+land+surface+model+including+evaporation+and+adsorption+processes+in+the+soil+for+the+land-air+exchange+in+arid+regions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Hydrometeorol%22%5BJournal%5D)">Development of a land surface model including evaporation and adsorption processes in the soil for the land-air exchange in arid regions.</a> J. Hydrometeorol. 8, 1307-1324 (2007).</li>
<li>Davarzani, H., Smits, K. M., Tolene, R., Illangasekare, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+the+effect+of+wind+speed+on+evaporation+from+soil+through+integrated+modeling+of+atmospheric+boundary+layer+and+shallow+subsurface%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour.+Res%22%5BJournal%5D)">Study of the effect of wind speed on evaporation from soil through integrated modeling of atmospheric boundary layer and shallow subsurface.</a> Water Resour. Res. 50, (2014).</li>
<li>Heitman, J. L., Horton, R., Ren, T., Nassar, I. N., Davis, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+test+of+coupled+soil+heat+and+water+transfer+prediction+under+transient+boundary+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci.+Soc.+Am.+J%22%5BJournal%5D)">A test of coupled soil heat and water transfer prediction under transient boundary temperatures.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 72 (5), 1197-1207 (2008).</li>
<li>Gurr, C. G., Marshall, T. J., Hutton, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Movement+of+water+in+soil+due+to+a+temperature+gradient%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci%22%5BJournal%5D)">Movement of water in soil due to a temperature gradient.</a> Soil Sci. 74, 335-345 (1952).</li>
<li>Nassar, I. N., Horton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+transport+in+unsaturated+non-isothermal+salty+soil%3A+experimental+results%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci.+Soc.+Am.+J%22%5BJournal%5D)">Water transport in unsaturated non-isothermal salty soil: experimental results.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 53, 1323-1363 (1989).</li>
<li>Prunty, L., Horton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Steady-state+Temperature+Distribution+in+Nonisothermal+unsaturated+closed+soil+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci.+Soc.+Am.+J%22%5BJournal%5D)">Steady-state Temperature Distribution in Nonisothermal unsaturated closed soil cells.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 58, 1358-1363 (1994).</li>
<li>Bachmann, J., Horton, R., Ren, T., van der Ploeg, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+thermal+properties+of+four+wettable+and+four+water-repellent+soils%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci.+Soc.+Am.+J%22%5BJournal%5D)">Comparison of the thermal properties of four wettable and four water-repellent soils.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 65 (6), 1675-1679 (2001).</li>
<li>Smits, K. M., Sakaki, T., Limsuwat, A., Illangasekare, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+conductivity+of+sands+under+varying+moisture+and+porosity+in+drainage-wetting+cycles%5BTitle%5D)+AND+%22Vadose+Zone+J%22%5BJournal%5D)">Thermal conductivity of sands under varying moisture and porosity in drainage-wetting cycles.</a> Vadose Zone J. 9, 1-9 (2010).</li>
<li>Sakaki, T., Limsuwat, A., Smits, K. M., Illangasekare, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Empirical+two-point+%CE%B1-mixing+Model+for+calibrating+the+ECH2O+EC-5+soil+sensor+in+sands%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resources+Research%22%5BJournal%5D)">Empirical two-point α-mixing Model for calibrating the ECH2O EC-5 soil sensor in sands.</a> Water Resources Research. 44, W00D08(2008).</li>
<li>Shokri, N., Lehmann, P., Or, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaporation+from+layered+porous+media%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Geophys.+Res%22%5BJournal%5D)">Evaporation from layered porous media.</a> J. Geophys. Res. 115, B06204(2010).</li>
<li>Van Brakel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+transfer+in+convective+drying%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Drying%22%5BJournal%5D)">Mass transfer in convective drying.</a> Advances in Drying. Mujumdar, A. S. 1, 217-267 (1980).</li>
<li>Yiotis, A. G., Subos, A. G. B. oudouvisA. K., Tsimpanogiannis, I. N., Yortsos, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+liquid+films+on+the+drying+of+porous+media%5BTitle%5D)+AND+%22AIChE+J%22%5BJournal%5D)">The effect of liquid films on the drying of porous media.</a> AIChE J. 50, 2721-2737 (2004).</li>
<li>Ishihara, Y., Shimojima, E., Harada, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+vapor+transfer+beneath+bare+soil+where+evaporation+is+influenced+by+a+turbulent+surface+wind%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Hydrol%22%5BJournal%5D)">Water vapor transfer beneath bare soil where evaporation is influenced by a turbulent surface wind.</a> J. Hydrol. 131 (1-4), 63-104 (1992).</li>
<li>Lehmann, P., Assouline, S., Or, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristic+lengths+affecting+evaporative+drying+of+porous+media%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Characteristic lengths affecting evaporative drying of porous media.</a> Phys. Rev. E. 77 (5 Pt 2), 056309(2008).</li>
<li>Trautz, A. C., Smits, K. M., Schulte, P., Illangasekare, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensible+heat+balance+and+heat-pulse+method+applicability+to+in+situ+soil-water+evaporation%5BTitle%5D)+AND+%22Vadose+Zone+J%22%5BJournal%5D)">Sensible heat balance and heat-pulse method applicability to in situ soil-water evaporation.</a> Vadose Zone J. 13, (2014).</li>
</ol>

저자는 그들이 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.

이 프로토콜의 목적은 열에 대하여 및 물질 전달 프로세스와 토지 대기 상호 작용 연구를 위해 필요한 높은 공간 및 시간 해상도 데이터의 생성을위한 실험 장치 및 관련 절차를 개발하는 것이다. 실험 장치는 적절한 토양 및 대기 변수 (측정 용 센서의 배열이 장착 된 둘 토양 탱크와 작은 풍동, 이루어져 기술 된 예를 들면, 풍속, 상대 습도, ​​토양, 공기 온도 및 토양 수분 ). 다음은 본 연구에서 제시된 프로토콜의 가장 중요한 구성 요소의 일부이다. 탱크 치수 및 위치 센서는 특히 센서의 각 샘플 부피를 차지하면서 채용 센서의 수를 최대화하기 위해 선택되었다. 센서의 첫 번째 행으로 인해 VO로 정의 된 각 센서의 샘플 볼륨 (로 토양 표면 아래 2.5 cm이고환경 조건의 변화)이 센서 판독에 영향을 미친다 내에 센서, 주변 토양 LUME. 센서 와이어가 토양 자체 내에 있지 않도록 NPT 피팅에 배치 센서, 토양 탱크의 벽을 통해 수평으로 설치되며 모든 ...

땅과 대기 사이의 상호 작용을 이해하는 것은 토양의 지질 학적-격리 된 탄소 이산화탄소의 누출, 기후 변화, 물, 식량 공급, 지뢰의 정확한 검출 많은 현재 세계의 문제에 대한 우리의 이해에 가장 중요하고, 지하수의 정화 토양. 또한, 글로벌 및 지역의 기상 조건을 구동 열과 물 차 교류 지구 표면에서 발생한다. 주로 대기 - 육지 표면의 상호 작용 (1)과 관련된 프로세스에 의해 구동된다 (O, 가뭄 등의 예를 들면, 허리케인, 엘니뇨 &amp; # 241)가 많은 날씨와 기후 현상. 지구 육지 표면의 절반 이상이 건조 또는 정확하게 대기하고 토양 표면 사이의 열 및 물 교환에 기초하여 이들 영역에서의 물 순환을 기술 2-4 반 건조 바와 대한 이해를 향상시키는 중요한 상기 문제,특히 확장 된 가뭄과 사막화에 취약한 지역에서. 그러나 연구의 수십에도 불구하고, 여전히 얕은 지하과 분위기 5 상호 작용하는 방식을 현재의 이해에 많은 지식 격차가 남아있다. 토양에서 액체 물, 수증기, 및 열을 포함하는 전송 프로세스는 동적 강하게 토양과의 상호 작용에 대한 결합 및 경계 조건 (즉, 온도, 상대 습도, ​​열 복사)을 적용한다. 숫자 열 및 물질 전달 모델은 일반적으로 인해 시험과 높은 공간적 해상도 데이터의 소수 인한 기존 이론 정련 부족 부분에 지나치게 단순화하거나 이러한 복잡성들을 간과. 모델 검증을 위해 개발 된 데이터 세트는 종종 제대로 수입을 고려하지 않은 수치 모델의 결과로, 제대로 이론을 테스트하는 것이 중요 대기 또는 지하 정보가 부족하다개미 프로세스 또는 조정 또는 모델에 장착되어 제대로 이해 파라미터의 사용에 의존한다. 이 방법은 널리 인해 사용의 단순하고 쉽게 사용하고 많은 장점을 보여 일부 응용 프로그램에서 가지고있다. 그러나,이 접근법은 더 나은 검사 열 및 물 (6)의 이론 전달 능력이 과도 조건에서 제어 실험을 수행하여 이러한 &quot;집중 매개 변수화&quot;뒤에 물리학 이해에 의해 개선 될 수있다. 실험실에서주의 실험은 정밀 데이터 세트 이후 수치 모델의 유효성을 확인하는 데 사용할 수 생성 할 수 있습니다. 필드 사이트에서 사용할 데이터는 종종 얻을 불완전하고 고가이며, 제어의 정도는 처리의 기본적인 이해를 얻기 위해 및 모델 검증을위한 데이터가 일부 경우에 불충분 함이 고려 될 수있다 생성 할 필요가 있었다. 토양 증발과 같은 자연 현상의 실험실 실험은 ATMOS 수 있습니다pheric 조건 (즉, 온도, 상대 습도, ​​풍속) 및 토양 조건 (즉, 토양 형, 기공, 구성, 포장은) 신중하게 제어 할 수 있습니다. 토양 증발과 토양 열 수력 특성을 연구하는 데 많은 실험실 기술은 파괴적인 샘플링 7-10을 사용합니다. 파괴 샘플링 방법은 토양 시료 과도 거동의 측정을 막고 토양의 물리적 특성을 방해, 위치 데이터를 획득하기 위해 압축 해제 될 것을 요구하고; 이러한 접근 방식은 데이터에 오류 불확실성을 소개한다. 비파괴 측정, 여기에 제시된 방법과 같은 토양 특성의 상호 의존성의 더 정확한 결정과 연구를 위해 허용 (11)을 처리합니다. 본 연구의 목표는 대기압에서의 변화 및 ​​표면 상태의 영향에 관한 높은 시공간 해상도 데이터의 생성을위한 토양 탱크 장치 및 연관된 프로토콜을 개발하는 것이다베어 토양 증발. 이 작업을 위해, 일정한 바람의 속도와 온도를 유지할 수있는 소형 풍동은 토양 탱크 장치와 인터페이스된다. 풍동 및 토양 탱크는 자율적이고 연속적인 데이터 수집을위한 첨단 센서 기술의 상태의 제품군을 계측한다. 풍속 압력 변환기에 부착 된 스테인리스 피토 정전기 튜브를 사용하여 측정된다. 온도와 상대 습도는 센서의 두 가지 유형을 사용하여 대기 중에서 모니터링된다. 상대 습도 및 온도는 토양 표면에서 모니터링된다. 지하 측정 토양 수분과 온도 센서. 탱크 장치의 무게 측정 물의 질량 균형을 통해 증발을 결정하기 위해 사용된다. 이 실험 장치 및 프로토콜의 적용 성을 입증하기 위해, 우리는 가변 풍속 조건에서 베어 토양 증발의 예를 제시한다. 잘 특성화 된 모래로 균일하게 포장 된 토양 탱크는, 처음에 완전히 SA했다(즉, 온도, 풍속) turated 조심스럽게 제어 대기 조건 하에서 자유롭게 증발하는 것을 허용했다.

<table><tbody><tr><td>ECH2O EC-5 토양 수분 센서 (25)</td><td>Decagon Devices Inc. Decagon.com</td><td>40593</td><td>자세한 내용은 다음을 방문하십시오 : http://www.decagon.com/products/soils/volumetric-water-content-sensors/ec-5-soil-moisture-small-area-of-influence/. 10분 간격으로 샘플링 빈도, 정확도는 &plusmn; 3% 및 Em50 데이터 로거를 사용하여 데이터 수집</td></tr><tr><td>ECT 토양/공기 온도 센서 (19)</td><td>Decagon Devices Inc. Decagon.com</td><td>40651</td><td>사양은 http://www.decagon.com/products/canopy-atmosphere/temperature/ect-air-temperature/ 를 참조하십시오. 10분 간격으로 샘플링 빈도, 정확도는 &plusmn; 0.5&nbsp; &데그; C, 5 및 40&nbsp의 온도 내에서 측정; &데그; C, 그리고 Em50 데이터 로거</td></tr><tr><td>EHT 상대 습도 및 온도 센서를 사용하여 데이터를 수집합니다 (5)</td><td>Decagon Devices Inc.</td>는 10분 간격으로 <td>N/A</td> 샘플링 주파수를 Decagon.com, <td>정확도는 &plusmn; 상대 습도 5%에서 100% 사이 3%, Em50 데이터 로거를 사용하여 데이터를 수집합니다. 자세한 내용은</td></tr><tr><td>decagon.com Em50 Data Logger (10)</td><td>Decagon Devices, Inc. Decagon.com</td><td>40800</td>을 참조하십시오. 자세한 내용은 <td>http://www.decagon.com/products/data-management/data-loggers/em50-digital-analog-data-logger/ 를 참조하십시오. ECH2O 데카곤 장치는 ECT, EC-5, EHT 센서에서 데이터를 가져오며, 각 데이터 로거에는 5개의 센서 연결과 로거에서 USB로 컴퓨터 및 컴퓨터에 연결되는 com 포트가 있습니다</td></tr>. <tr><td>Sartorius 체중계 (1)</td><td>Sartorius Corporation</td><td>11209-95</td><td>Sartorius 모델 11209-95, 범위 = 65&nbsp; kg, 해상도 = &plusmn; 1&nbsp; g</td></tr><tr><td>Infrared SalamandernCeramic Radiative Heater (1)</td><td>Mor Electric Heating Assoc., Inc. http://www.morelectricheating.com/</td> <td>FTE 500-240</td><td>5 히터 필요, 올바른 주변 / 자유 흐름 온도를 얻기 위해 조정</td></tr><tr><td>2104 온도 제어 시스템 (1)</td> <td>Chromalox</td><td>2104</td><td>히터 제어
 &#160; &#160; &#160; &#160; &#160; &#160;</td></tr><tr><td>적외선 온도 센서 레귤레이터 (1)</td><td>Exergen Corporation</td><td>N/A</td><td>히터 온도</td></tr><tr> 모니터링<td colspan="4">[header]</td></tr><tr><td>스테인리스 스틸 피토-정적 튜브 (1)</td><td>Dwyer Instruments, Inc. http://www.dwyer-inst.com/</td> <td>Series 160</td><td>자세한 내용은 http://www.dwyer-inst.com/Product/%20TestEquipment/PitotTubes/Series160 를 방문하십시오. 센서 샘플링 주파수는 10분마다 발생하며, 차압 트랜스듀서 및 풍속계에 연결해야 하며, 수집된 압력 데이터를 베르누이 방정식을 사용하여 승속으로 변환해야 합니다.</td></tr><tr><td>1/2 인치 아크릴 (1)</td><td>Colorado Plastics http://www.coloradoplastics.com/</td> <td>N/A</td><td>비열 1,464&nbsp; 제이&nbsp; kg-1&nbsp; K-1, 열전도율 0.2&nbsp; 여&nbsp; m-1&nbsp; K-1, 그리고 1,150&nbsp의 밀도; 킬로그램&nbsp; m-3</td></tr><tr><td>Galvanized Steel Ducting Material (1)</td><td>Home Depot</td><td>N/A</td><td>풍동 건설에 사용된 재료, 원형 및 직사각형 덕트 모두 건설에 사용되었으며 정사각형 감속기 덕트를 사용하여 연결됨</td></tr><tr><td>인라인 덕트 팬에 연결된 가변 속도 컨트롤러 (1)</td><td>Suncourt, Inc. http://www.suncourt.com/</td> <td>VS200</td><td>직경 15.3cm 원형 덕트</td></tr><tr><td>와 직렬로 배치갈바나이즈드 스틸 댐퍼 (1)</td><td>Home Depot</td><td>N/A</td><td>저속 데이터를 위한 풍동에서 속도를 제어/줄이는 데 사용됩니다</td></tr>. <tr><td>Accusand #30/40 (1)</td><td>Unimin Corporation http://www.unimin.com/</td> <td>N/A</td><td>이 모래는 실리카 모래이며 99.8%가 석영이며, 그 입자 모양은 둥글게 분류되며, 균일성 계수는 대략 1.2이며, 입자 밀도는 2.66&nbsp; g/cm3.</td></tr></tbody></table>

증발에 대기 강제력의 효과를 탐구 : 대기 경계층과 얕은 표면 하의의 실험 통합

Exploring the Effects of Atmospheric Forcings on Evaporation: Experimental Integration of the Atmospheric Boundary Layer and Shallow Subsurface

증발은 대기, 지표면 및 토양 지하 사이의 상호 작용에 직접적인 영향을 받습니다. 이 작업은 다양한 표면 경계 조건에서 증발을 실험적으로 연구하여 이 다상 현상에 대한 현재의 이해와 특성화를 개선하고 대기 중의 Navier-Stokes 흐름과 다공성 매질의 Darcian 흐름을 결합하는 수치 열 및 질량 전달 이론을 검증하는 것을 목표로 합니다. 실험 데이터는 작은 기후 제어 풍동과 인터페이스된 고유한 토양 탱크 장치를 사용하여 수집되었습니다. 이 실험 장치에는 토양 수분, 토양 열 특성, 토양 및 공기 온도, 상대 습도 및 풍속을 지속적이고 자율적으로 수집하기 위한 일련의 최첨단 센서 기술이 탑재되었습니다. 이 실험 장치는 잘 통제된 경계 조건에서 데이터를 생성하는 데 사용할 수 있으므로 현장에서 실현 가능하지 않은 관심 규모에서 정확한 데이터를 더 잘 제어하고 수집할 수 있습니다. 토양 표면 위로 여러 가지 뚜렷한 풍속으로 유도된 기류는 서로 다른 증발 단계에서 열과 질량 전달의 독특한 거동을 초래했습니다.

여기에 제시된 실험의 목적은 베어 토양에서 증발에 바람 속도의 효과를 연구하는 것이었다. 본 연구에 사용 된 시험 토양의 주요 특성을 표 2에 요약되어있다. 일련의 실험되는 토양 표면 (즉, 바람의 속도와 온도)에서 다른 경계 조건 (표 3)를 적용한 실시 하였다. 다른 풍속과 온도에서 네 실험이 수행되었지만, 여기에 제시된 실험 결과 대부분 1.22 m / sec의 풍속이다. 누적 증발 데이터는 네 가지 실험에 도시된다. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td rowspan="3"> 포장 조건 </td><td rowspan="3"> 드라이 벌크 밀도 (G의 형상 -3) </td><td rowspan="3"> 공기 입력 압력 <stro...

증발에 대기 강제력의 효과를 연구하기 위해 작은 기후 제어 풍동에 인터페이스 토양 탱크의 설계 및 구성에 대한 프로토콜이 제시된다. 토양 탱크 및 풍동 모두 환경 조건 인 시츄 측정을위한 연속적인 센서 기술로 계측된다.

Evaporation is directly influenced by the interactions between the atmosphere, land surface and soil subsurface. This work aims to experimentally study ...

본 절차의 전반적인 목표는 대기 강제력이 증발에 미치는 영향을 실험적으로 연구하기 위한 토양 탱크 장치와 관련 프로토콜을 개발하는 것입니다. 이를 위해 먼저 2차원 벤치 규모의 토양 탱크를 제작합니다. 두 번째 단계는 토양 탱크와 연결되는 기후 제어 풍동 장치를 제작하는 것입니다.다음으로, 토양, 수분, 온도, 상대 습도 및 풍속을 측정하는 데 사용되는 다양한 센서 기술을 풍동과 토양 탱크에 설치합니다. 마지막 단계는 토양 탱크에 토양과 물을 채우고, 원하는 대기 강제력을 결정하여 실험을 시작하는 것입니다. 궁극적으로, 이 실험 장치는 잘 제어된 경계 조건 하에서 데이터를 생성하는 데 사용할 수 있으며, 이를 통해 현장에서는 불가능한 관심 척도에서 보다 정밀한 제어와 정확한 데이터 수집이 가능해집니다.기존 방법과 비교하여 이 절차의 주요 장점은 수치 모델을 검증하고 토양 특성과 공정 간의 상호 의존성을 연구하는 데 사용할 수 있는 정밀한 데이터 세트를 생성할 수 있다는 점입니다. 현장 사이트에서 얻을 수 있는 데이터는 불완전한 경우가 많고 획득 비용이 높으며, 공정을 이해하고 모델 검증용 데이터를 생성하는 데 필요한 제어 수준이 불충분하다고 간주될 수 있습니다. 본 절차를 통해 온도, 상대 습도, 풍속과 같은 대기 조건과 토양 조건을 세밀하게 제어할 수 있습니다.본 방법은 여기서 입증한 바와 같이 증발에 대한 통찰을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 지질학적으로 격리된 이산화탄소의 누출, 토양 기후 변화, 식량 및 용수 공급, 지뢰의 정확한 탐지, 그리고 지하수 및 토양의 정화와 같이 지표-대기 상호작용에 대한 이해가 필요한 다른 문제들에도 적용될 수 있습니다. 저의 대학원생인 Andrew Trouts와 제 연구실의 학부생인 Victoria Egan이 함께 실험 절차를 시연하겠습니다. 먼저 1.2 centimeter 두께의 아크릴 유리를 큰 조각으로 잘라 다섯 개의 개별 판으로 나누십시오. 아크릴 유리를 사용하면 지하 표면에서 일어나는 과정들을 시각적으로 관찰할 수 있습니다.다음으로, 5x5 격자를 그리십시오. 이는 두 개의 커다란 유리판 각각에 25 cm x 25 cm 크기로 그리는 것입니다. 격자 내의 각 사각형 면적이 25 cm²가 되도록 하십시오.그리드는 적절한 간격을 배치하는 데 사용됩니다. 토양 탱크 내의 센서를 위해 대형 유리판 중 하나에 총 25개의 직경 0.9 centimeter 구멍을 뚫습니다. 각 구멍은 그리드의 모든 정사각형 중앙에 뚫어, 인접한 두 정사각형 구멍의 중심 간 거리가 5 centimeter가 되도록 합니다. 첫 번째 구멍 세트는 탱크 상단에서 2.5 centimeter 아래에 위치합니다.적절한 크기의 탭을 사용하여 새로 만든 각 구멍에 나사산을 깎습니다. 센서 사이를 5 cm 간격으로 배치하여 각 센서가 인접한 센서의 샘플링 부피 영역 밖에 위치하도록 합니다. 동일한 방식으로, 탱크 바닥으로 사용되는 아크릴 판 위의 다른 유리판에 있는 각 그리드 박스 중앙에 직경 0.635 cm의 구멍을 총 25개 뚫고 탭 작업을 수행합니다.판 중앙에 직경 1/2인치 구멍 하나를 뚫고 탭을 냅니다. 유리판의 내부 쪽과 바닥면의 외부 쪽 구멍 위에 메쉬 스크린을 접착제로 붙입니다. 조절 가능한 밸브가 달린 유연한 튜브에 연결된 90도 엘보우를 설치합니다.이 밸브와 튜브는 실험 종료 시 탱크에서 물을 배수하거나, 일정한 수위를 유지하기 위한 정수두 장치를 설치하는 용도로 사용됩니다. 수조 깊이는 표를 참조하십시오. 탱크를 결합하고 밀봉할 때는 해양 등급 접착제 또는 이와 유사한 내수성 폴리머 접착제를 사용하십시오.접착제가 하루 동안 경화되도록 하여 탱크를 지면에서 띄우고 90도 엘보우가 들어갈 공간을 확보합니다. 길이 12cm, 높이 5cm의 1.2cm 두께 아크릴 유리 조각 두 개를 탱크 바닥에 부착합니다. 너비 8.5cm, 높이 26cm의 직사각형 아연 도금 강철 덕트 자재를 사용하여 풍동의 215cm 길이 상류 부분을 제작합니다.덕트 외부를 단열재로 감쌉니다. 다음으로, 풍동 상류 부분의 길이를 따라 반사판 내에 병렬로 배치된 5개의 세라믹 적외선 가열 소자를 설치합니다. 적외선 가열 소자를 적외선 온도 센서로 조절되는 온도 제어 시스템에 연결합니다.길이 25cm, 높이 26cm의 1.2cm 두께 아크릴 패널 두 장으로 풍동의 중간 섹션을 제작합니다. 풍동과 토양 탱크 패널이 서로 밀착되도록 강력 접착 테이프를 사용하여 아크릴 패널을 토양 탱크 측벽 상단에 고정합니다. 온도 및 상대 습도 센서를 삽입하기 위해 중간 섹션 패널 중 하나에 직경 0.635cm의 구멍 두 개를 뚫습니다.그다음 온도 센서를 설치하고, 풍동의 하류 부분 처음 50 centimeters를 이전과 동일한 크기의 직사각형 덕트 재질로 제작합니다. 끝나는 지점에서는 직사각형 덕트 재질을 길이 170 centimeters, 직경 15.3 centimeter의 원형 덕트로 축소합니다. 풍속 제어를 돕기 위해 원형 덕트의 최하류 끝단에 풍속 조절용 아연 도금 강철 댐퍼를 설치합니다. 이어서 원형 덕트 중간에 풍동의 하류 부분에서 공기를 배출하도록 방향을 맞춘 인라인 덕트 팬을 설치합니다.회전 주파수를 더 정밀하게 제어하여 토양 탱크 설치 전 풍속을 조절할 수 있도록 팬을 가변 속도 제어기에 연결하십시오. 각 토양 수분 및 온도 센서를 나사산 NPT 하우징 내에 고정하고, 습기 침투를 방지하기 위해 플래싱 실란트로 밀봉하십시오. 실리콘 기반 실란트 제품은 일부 센서 내부의 전자 부품에 간섭을 일으킬 수 있으므로 사용하지 마십시오.센서를 약 일주일 동안 경화시킵니다. NPT 나사산과 아크릴 유리 사이의 밀폐력을 높이기 위해, 탱크에 설치하기 전 각 NPPT 하우징의 나사산에 배관용 테이프를 감습니다. 그 다음, 총 25개의 토양 수분 및 온도 센서를 탱크 벽면에 수평으로 각각 설치합니다.그리드 위치에서 센서 케이블을 NPT 하우징과 동기화하여 비틀어 케이블 내부 배선이 손상되지 않도록 합니다. 유리가 파손되는 것을 방지하기 위해 MPT를 과도하게 조이지 마십시오. 설치가 완료되면 토양 수분 센서와 온도 센서를 지정된 데이터 로거에 연결합니다.하류측 풍동 섹션 상단에 뚫린 구멍을 통해 토양 탱크의 바로 하류 방향으로 P toe 정압관을 설치하십시오. 정압관을 섹션 바닥으로부터 원하는 높이에 맞추어 고정하십시오. 그다음, 탱크에 토양을 채우기 전에 튜브를 차압 트랜스듀서에 연결하십시오.누수 테스트를 수행하여 무결성을 확인합니다. 탱크에 물을 채우고 4~6시간 동안 기다려 구조물이나 센서에 누수가 발생하지 않았는지 확인합니다. 누수 테스트를 수행한 후 탱크의 물을 배수합니다.토양 탱크를 충전하기 위한 건조 토양을 준비합니다. 선정된 토양의 수리적 및 열적 특성을 이전에 발표된 방법에 따라 각각 분석합니다. 토양과 탈이온수를 사용하여 토양 탱크를 주의 깊게 습식 충전합니다.먼저, 스쿱을 사용하여 수조에 약 5cm 높이로 물을 붓고, 수조의 물에 건조한 토양을 천천히 추가합니다. 2.5cm 깊이 간격으로 각 층을 쌓을 때마다 추가된 모래의 무게를 기록하여, 각 층이 완성된 후 토양 충진의 공극률을 계산할 수 있도록 합니다. 고무 망치로 수조 벽면을 100~200회 반복해서 두드려 전체적으로 균일한 겉보기 밀도를 얻습니다.태핑 시 센서 및 센서 와이어에 닿지 않도록 주의하십시오. 민감한 센서 네트워크가 손상되지 않도록 진동 장치 사용은 피해야 합니다. 누적 수분 손실을 모니터링하기 위해 수조를 저울 위에 배치하며, 이는 증발률을 계산하는 데 사용될 수 있습니다.설치가 완료되면 원하는 대기 조건을 결정하십시오. 데이터 로거 및 기타 데이터 수집 시스템의 전원이 켜져 있고 샘플링 간격이 정확하게 설정되었는지 확인하십시오. 팬과 온도 제어 시스템을 작동시키십시오.토양 탱크 표면의 플라스틱 커버를 제거하기 전에 기후 조건이 평형을 이룰 때까지 기다립니다. 마지막으로, 원하는 시간 동안 실험을 진행합니다. 풍동과 토양 탱크가 결합된 장치를 사용하여 토양 표면에 서로 다른 경계 조건을 적용한 일련의 실험을 수행하였습니다.서로 다른 풍속과 온도에서 네 차례의 실험이 수행되었으나, 여기에서 제시된 실험 결과의 대부분은 풍속 1.22 meters per second 기준입니다. 토양 표면의 상대 습도는 시간이 지남에 따라 감소하는 반면, 토양 표면 온도는 시간이 지남에 따라 증가하는 경향을 보이다가 안정화됩니다. 이러한 경향은 네 가지 모든 실험에서 관찰되었으며, 이는 토양 건조 관점에서 설명될 수 있습니다.지표 온도와 바람은 더 깊은 곳의 국소 온도에 미치는 영향이 적으며, 12.5 centimeters 이하의 깊이에서는 영향이 나타나지 않습니다. 포화도는 증발 속도의 차이에 의해 정의되는 증발의 서로 다른 단계와 연관될 수 있습니다. 건조 전선의 위치와 주요 이동 메커니즘입니다.풍속이 증가하면 증발률이 높아지고 1단계 증발 기간이 단축됩니다. 하지만 풍속이 3m/s를 초과하면 1단계 증발에 미치는 추가적인 영향은 거의 없는 것으로 나타났습니다. 주로 다공성 매질의 특성에 의해 결정되는 2단계 증발은 풍속과 무관하거나 풍속의 영향을 매우 적게 받는 것으로 보입니다.본 실험 프로토콜은 토양, 기후, 경계 또는 지하 조건의 변화를 포함한 다양한 환경 조건에 적용 가능합니다. 설명된 장치의 크기와 센서 배치는 서로 다른 실험의 요구 사항에 맞게 수정할 수 있습니다. 또한, 충진 절차 역시 다양한 공극률 조건 및 토양 불균질성과 같은 서로 다른 충진 구성을 반영하여 유사하게 수정할 수 있습니다.

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우리는 실험실 규모의 수직 흐름을 통해 열에서 선캄브리아 철분을 함유 해양 용승 시스템을 시뮬레이션. 목표는 O 2 및 Fe (II)의 방법 화학적 프로파일을 이해 시아 노 박테리아의 생산 O 2로 진화했다. 이 결과로 인해 광합성 제조 O 2에 의해 철 (II) 산화에 chemocline의 설립을 나타낸다.

선캄브리아 해양 용승 시스템 광합성 박테리아의 성장을 탐구하는이 풍부한 철 (II)의 실험실 시뮬레이션

방법은 대기 에어로졸 본 활성제의 타겟 추출 및 그들의 임계 미셀 농도 (CMC)를 포함하여 물 절대 농도 및 표면 장력 곡선의 측정을 위해 제공된다.

대기 에어로졸의 추출 및 계면 활성제의 특성

먼지 충전 및 동원 전자 빔, 빔 전자만, 또는 자외선 (UV) 방사선만 열 플라즈마에 노출 3 실험에서 증명 됩니다. 이러한 실험 정전기 먼지 전송의 고급 이해 및 무기 행성 시체의 표면 형성에 역할을 제시.

먼지가 충전 및 자외선 또는 플라즈마에 노출 표면에 동원의 실험 방법

상호 작용 및 찰 흙 및 영역 내에서 해양, 자연적인 환경에서 관찰 된 세균성 세포의 침전 제어 환경에서 최고의 조사 수 있습니다. 여기, 우리는 점토와 cyanobacterial floccules의 침전 속도 측정 하기 위한 새로운 방법을 설명 하는 상세한 프로토콜을 설명 합니다.

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제자리에서 파라핀 포함 성인 산호 샘플에 대 한 교 잡 기술

날짜 대부분의 microplastic 연구는 일시 중단 된 솔리드 레벨은 상대적으로 낮은 해양 시스템에서 발생 했습니다. 포커스는 지금 높은 앙금 짐 그리고 부동 파편 기능이 있습니다 담 수 시스템을 이동 하 고. 이 프로토콜을 수집 하 고 높은 정지 고체 부하를 포함 하는 수 중 환경에서 microplastic 샘플 분석 해결 합니다.

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