A renovação da superfície é um método micrometeorológico que está sendo usado cada vez mais para determinar fluxos de energia, mas sua complexidade técnica o torna inacessível a um público amplo. Descrevemos as etapas necessárias para configurar e calibrar uma estação de campo de renovação de superfície, adquirir e processar dados e interpretar corretamente os resultados.
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Artigo de método
Renovação de superfície: um método micrometeorológico avançado para medir e processar dados de densidade de fluxo de energia em escala de campo
Neste artigo
Resumo
Resumo
Métodos micrometeorológicos avançados tornaram-se cada vez mais importantes nas ciências do solo, das culturas e do meio ambiente. Para muitos cientistas sem treinamento formal em ciências atmosféricas, essas técnicas são relativamente inacessíveis. A renovação da superfície e outros métodos de medição de fluxo exigem uma compreensão da meteorologia da camada limite e treinamento extensivo em instrumentação e vários programas de gerenciamento de dados. Para melhorar a acessibilidade dessas técnicas, descrevemos a teoria subjacente das medições de renovação de superfície, demonstramos como configurar uma estação de campo para renovação de superfície com calibração de covariância parasita e utilizamos nosso programa de registro de dados turnkey de código aberto para realizar a aquisição e processamento de dados de fluxo. O novo programa pronto para uso retorna ao usuário uma tabela de dados simples com os fluxos corrigidos e parâmetros de controle de qualidade e elimina a necessidade de os pesquisadores alternarem entre vários programas de processamento para obter os dados finais do fluxo. Um exemplo de dados gerados a partir dessas medições demonstra como o uso de água da cultura é medido com essa técnica. As informações de produção são úteis para os produtores tomarem decisões de irrigação em uma variedade de ecossistemas agrícolas. Essas estações estão atualmente implantadas em vários experimentos de campo por pesquisadores de nosso grupo e do Departamento de Recursos Hídricos da Califórnia nas seguintes culturas: arroz, vinho e uvas passas, alfafa, amêndoa, noz, pêssego, limão, abacate e milho.
Introdução
A escassez de água ameaça a sustentabilidade agrícola em regiões de cultivo seco. Essa situação provavelmente piorará com as mudanças nas condições climáticas e o aumento da competição entre entidades agrícolas, municipais, industriais e de conservação por suprimentos limitados de água. Para lidar com esse dilema contínuo, os produtores buscam continuamente maneiras de melhorar a eficiência da irrigação, e a tecnologia que estima melhor o uso da água da cultura (ou seja, evapotranspiração, ET) em tempo real e melhores métodos agrometeorológicos certamente ajudarão nesses esforços. As tecnologias atuais usadas pelos produtores para estimar a ET dependem do uso....
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Protocolo
- Realize uma análise da direção do vento e da pegada antes da instalação em campo; esta etapa é importante para garantir que a torre esteja situada corretamente para capturar o fluxo representativo no campo de estudo.
- Antes de estabelecer a estação de campo, você deve avaliar a direção do vento predominante na parcela de estudo e determinar quanta busca (distância contra o vento) é necessária para sua aplicação específica. A distância da busca depende da altura da superfície a ser medida e da altura dos instrumentos4. Geralmente, a busca é de 100 metros a favor do vento para cada metro acima do ponto médio do dossel em que os sensor....
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Resultados
A obtenção dos componentes Rn e G da equação do balanço de energia é relativamente simples e econômica. As medições de H são mais complexas e exigem registros de temperatura de alta frequência, medidos com um termopar de fio fino para renovação da superfície ou com um anemômetro sônico para covariância de vórtices. Um exemplo de registro de temperatura medido com um termopar de fio fino é apresentado na Figura 9, demonstrando a necessidade de análise matemática para .......
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Discussão
O método de renovação de superfície apresenta uma oportunidade tangível para desenvolver uma técnica autônoma e barata para quantificar o uso de água das culturas em tempo real. Avanços recentes no processamento de sinais, programação de registradores de dados, calibração e gerenciamento de dados colocaram esse objetivo em foco. Este manuscrito e nosso programa de registro de dados pronto para usorecentemente desenvolvido 6 tornam os métodos micrometeorológicos avançados mais acessíveis para pesquisadores agrí.......
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Divulgações
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes no momento.
Agradecimentos
O apoio parcial para esta pesquisa foi fornecido pela J. Lohr Vineyards & Wines, pelo National Grape and Wine Institute, uma doação da Iniciativa de Pesquisa de Culturas Especiais do NIFA para a AJM e financiamento do USDA-ARS CRIS (Projeto de Pesquisa # 5306-21220-004-00).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Registrador de dados | Campbell Scientific, Inc. | CR1000 | |
| Campbell Scientific, Inc. | Torre ENC12/14-SC | ||
| (6 pés) com aterramento e pára-raios | Campbell Scientific, Inc. | Braço transversal CM6 | |
| (4 pés) | Campbell Scientific, Inc. | CM204 | |
| Encaixe de crossover Nu-rail | Campbell Scientific, Inc. | 17953 | |
| Fonte de alimentação (12 V) com regulador e bateria | Campbell Scientific, Inc. | PS100 | |
| (12 V) | Campbell Scientific, Inc. | CH100 | |
| Campbell Scientific, Inc. | 6186 | ||
| Cabo de extensão de termopar | Campbell Scientific, Inc. | FWC-20 | |
| Termopares | Campbell Scientific, Inc. | FW3 | |
| Anemômetro sônico 3D com pescoço longo | RM Young Company | 81000 RE | |
| 8 cabo condutor para anemômetro | RM Young Company | 18660 | |
| Placas de fluxo de calor do solo | REBS, Inc. | HFT3.1 | |
| Termopares do solo | Campbell Scientific, Inc. | Radiômetro TCAV | |
| Net com cabo | Kipp e Zonen, Inc. | NR Lite 2 | |
| Suporte de poste para serviço pesado para radiômetro | Kipp e Zonen, Inc. | L-CMB1 |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
