Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

Kompakt düşük maliyetli radyasyon kalkanı yapımı Hava sıcaklık sensörleri ekolojik alan çalışmaları için

Published: November 6, 2018 doi: 10.3791/58273
Automatic Translation
1,2, 2, 3
1U.S. Geological Survey, Southeast Climate Adaptation Science Center, 2Department of Applied Ecology, NC State University, 3Department of Entomology and Plant Pathology, NC State University

Summary

Küçük, düşük maliyetli çevre sensörleri ve advent ile şimdi hiper yerelleştirilmiş sıcaklık değişimi ölçmek için sensörler yüksek yoğunluklu ağlarını dağıtmak mümkündür. Burada, yukarıda açıklanan özel fabrikasyon radyasyon kalkanı ucuz thermochrons ile kullanmak için kompakt bir versiyonu oluşturmak için ayrıntılı bir metodoloji sağlamak.

Abstract

Düşük maliyetli sıcaklık sensörleri giderek çevreciler tarafından iklimsel değişim değerlendirmek ve ekolojik ilgili ölçeklerde değiştirmek için kullanılır. Düşük maliyetli olmasına rağmen uygun güneş radyasyon koruyucu ile dağıtılan Eğer bu algılayıcılardan kaydedilen gözlemler önyargılı ve yanlış olacak. İmal edilmiş Radyasyon kalkanları bu önyargı en aza indirerek etkili, ama pahalı bu sensörler maliyeti karşılaştırılır. Burada, girişimi kalkan boyutu veya inşaat maliyetleri en aza indirmek için yayımlanmış diğer koruyucu yöntemlerden daha daha doğru bir yukarıda açıklanan özel fabrikasyon radyasyon kalkanı kompakt bir versiyonu oluşturmak için ayrıntılı bir metodoloji sağlamak. Yöntem çok az malzeme gerektirir: oluklu plastik levhalar, alüminyum folyo bant ve kablo bağları. Bir 15 cm ve iki 10 cm kare oluklu plastik her kalkan için kullanılır. Kesme, Puanlama, kayıt ve yaprak zımbalama sonra 10 cm kareler 15 cm kare üst tabaka oluşturur iken güneş radyasyonu iki kat kalkan alt formu. Üç yaprak kablo bağları ile birlikte düzenlenmektedir. Bu kompakt güneş radyasyonu kalkan askıya veya herhangi bir düz yüzeye karşı yerleştirilir. Kalkan tamamen doğrudan güneş radyasyonu sensör ulaşmasını önlemek için yere paralel, muhtemelen neden sabah ve öğleden sonra orijinal, daha büyük göre sıcak önyargıları günese maruz kalan sitelerdeki artış sağlamak için özen göstermelidir tasarım. Yine de, daha küçük, kompakt kalkan tasarımı ve özgün tasarım arasında kaydedilen sıcaklık farklılıkları küçük (gündüz önyargı demek = 0.06 ° C). İnşaat maliyetleri özgün kalkan tasarım ve birçok alan ekoloji ayarlarında avantajlı olabilir daha az göze çarpan bir enstrüman yeni tasarım sonuçlarında az yarısı vardır.

Introduction

Antropojenik küresel ısınma ışığında hava sıcaklığı çeşitli anlamak ve ekolojik yanıt iklim için1,2,3değiştirmek tahmin ayarları kayıt giderek artan bir ilgi olmuştur. Küçük, düşük maliyetli çevresel veri kayıt (veri kaydedicilerinin, thermochrons veya hygrochrons olarak da bilinir) gelişiyle, şimdi hiper yerelleştirilmiş sıcaklık değişimi, ölçmek için sensörler yüksek yoğunluklu ağlarını dağıtmak mümkündür artan çevreciler yetenek daha doğrudan organizmalar ve ekosistemler altında eğitim yaşadığı ortam çevre koşullarına gözlemlemek için. Mevcut, iyi kalibre edilmiş ve titizlikle test göre — ama seyrek dağıtılmış — kalıcı hava, ekolojik ilgili ölçeklerde iklimsel değişim değerlendirmek için böyle ağlar mevcut fırsatları istasyonları ama doğruluğu veya karşılaştırılabilir azaltabilir çalışmaları arasında tutarsız bir şekilde veya uygun olmayan bir şekilde dağıtılabilir.

Yüzey yakınındaki hava sıcaklık sensörleri genellikle güneş radyasyonu yanlışlıkla sıcak ölçümlerde neden olur sensör öğesinin doğrudan ısıtma önlemek için koruyucu bir tür gerektirir. Sensör önyargı sınırlamak için yaygın yolları içerir: 1) mevcut çevresel özellikleri gibi kullanarak ağaçlar gölgelendirme4, 2) önyargı düzeltme ve türetilen düzeltmeleri sensör kalibrasyonu5 temel sensörler termal özellikte ve 3) kullanımı için üretilmiş veya özel fabrikasyon6,7kalkanlar. Pek çok araştırmacı özel fabrikasyon kalkan düşük maliyetli ve kolay dağıtım ve durumlarda nerede çevre koşullarının doğal gölgeleme sağlamak değil zorunluluk nedeniyle kullanmak için seçin. Ancak, ekolojik bir derleme özel fabrikasyon kalkanlar tasarım çalışmaları arasında çok farklılık gösteriyorsa ve bireysel tasarımlar nadiren doğruluğu test göstermiştir. Denenmemiş kalkanlar duyarlı malzeme ve hemen sensör, doğrudan güneş radyasyonu sensörün kendisi tarafından emilimini veya hem önde gelen 3 °'ye kadar ortalama önyargıları için çevreleyen hava moleküllerinin ek ısınma neden tasarım zavallı seçim olabilir C7. Öte yandan, basit ve maliyet-etkin tasarımlar6,7 sensörler (önyargıları 1 ° C veya daha az) koruyucu oldukça etkili ve ticari olarak imal edilmiş Radyasyon kalkanları için karşılaştırılabilir.

Burada, ucuz thermochron sıcaklık sensörleri ile kullanım için daha önce değerlendirilmiş özel fabrikasyon radyasyon kalkanı7 oluşturmak için ayrıntılı bir metodoloji sağlamak. Kalkan tasarım bir daha önce açıklanan ve6ayarı açık bir Ponderosa'yı çam ormanında test bir değişiklik olduğunu. Testlerde son birkaç özel fabrikasyon kalkan tasarımları, en düşük fiyat önyargıları küçük thermochrons7ile eşleştirildiğinde bu dağ test kalkan sonuçlandı ama hantal ve çok göze çarpan alanına dağıtmak için bulduk. Burada önerilen tasarım Protokolü radyasyon kalkanı boyutları % 50 oranında azaltır. Azalma boyutu ile birçok faydası vardır: 1) o daha az dikkat ve bu nedenle daha az duyarlı tahrifat, 2) daha feasibly ekolojik ayarları geniş bir alanı sınırlı nerede kullanılabilmesi için (Örneğin, daha küçük kentsel sokak ağaçları), 3) BT Yayınlanan diğer kalkan boyutu veya inşaat maliyeti7ve 4 en aza indirmek için girişimi koruyucu yöntemleri daha doğru olur) özgün, daha büyük tasarım inşaat malzemeler gerekli azaltılmış miktarı nedeniyle daha ucuz. İnşaat yöntemleri açıklayan sonra sensör doğruluk göreli olarak yüksek aşağı güneş radyasyonu koşullar altında yürütülen bir alan deneme sonuçlarını kullanarak özgün kalkan tasarımı boyut küçültme etkisini keşfedin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. radyasyon kalkanı inşaatı

  1. Yeni bıçak kullanarak, oluklu plastik levhalar (Şekil 1A) kareler halinde kesin. Bir 15 cm kare ve iki 10 cm kare her kalkan için gerekli olacaktır.
  2. Kesimler için küçük radyasyon kalkanı (Şekil 1B; sol görüntü) üst tabakası:
    1. 15 cm kare bir kenarından 4 cm ölçmek ve bir kalem ile bir çizgi çizin. Bir yeşilaycı hat boyunca puan için bir kılavuz olarak kullanın. (Burada, "skor" in oluklu plastik levha, tercihan--dan tüm sayfayı tek bir katman sayesinde gider bir kesim yapmak için bir bıçak kullanarak anlamına gelir.) Bundan böyle bu kenar kare "Ilk" (Şekil 1B; sol görüntü) sevk edilecek.
    2. Ölçü 3.8 cm 4 cm hattına dik kenarlardan. Bir yeşilaycı 4 cm çizgi (Şekil 1B; sol görüntü) kadar alttan puanı için bir kılavuz olarak kullanın.
    3. 4 cm ve 3.8 cm hatları kavşak için her iki köşe 4 cm çizgisinin üstündeki üzerinden bir çizgi çizin. Bu hat boyunca (Şekil 1B; sol görüntü) kesti.
  3. Keser küçük radyasyon kalkanı orta ve alt katmanları için (Şekil 1B; orta ve sağ çubuğu):
    1. Bir yeşilaycı kullanarak çizdiğiniz her 10 cm Meydanı 6 cm kare (Şekil 1B; orta ve sağ çubuğu).
    2. Skor 6 cm kare tüm çevresinde ve 6 cm 10 cm kare dış köşelerinde kare her köşesinden (Şekil 1B; orta ve sağ çubuğu).
  4. Alüminyum folyo bant tamamen 15 cm kare attı tarafı ve bir 10 cm kareler ve diğer 10 cm kare un gol yan kapsayacak şekilde kullanın.
  5. Şekil 1 ciçinde her kalkan katmanlar içinde gösterildiği gibi matkap delik biraz, bir 1/4" matkap kullanarak.
  6. Attı tarafında bantlanmış ve ortasına, sensör Konut (veya montaj aygıtıymış) deliðinden ve 10 cm sq deliklerden kablo bağı çalıştırarak delinmiştir iki delik vardır bir sıcaklık sensörü 10 cm kare, alt için eklemek uare (Şekil 1 d).
  7. Çarşafları katlanır.
    1. 15 cm levha gol çizgisinde katlayın. Sıkı ve kat zor iki kaset yapar diye basınç gerekli olabilir.
    2. Küçük üçgen flep daha büyük arka kapak içi sok. Bu doğru yapıldığında, sadece bantlanmış taraf yukarıdan görülebilir. Arka kapak kesme kenarına katlanmış etraf ile aynı hizada olmalıdır.
    3. Alüminyum kaset bir katmanı arka kapak için katlanmış tarafı güvenliğini sağlamak için kullanın. Arka kapakları da birlikte, ağır bir zımba, öğesini gücü ile Zımbalanmış.
    4. 10 cm yaprak alın ve taraf birlikte satır attı köşegen çimdik. Kullanarak ağır zımba, zımba sıkışmış iki taraf birlikte (Şekil 1E). Son ürünü bir kare-kase şekli olacaktır.
  8. 20 cm kablo bağları ile birlikte yaprak bağlıyor.
    1. Unscored tarafta bantlanmış 10 cm levha ile başlayarak, üç delik ile aşağı bantlanmış yanına koyun. Bir kablo bağı her iki 10 cm sayfaların sol arka delikten iplik. Sıcaklık sensörü çevresinde hava akımı sağlamak için iki levha arasında 2 cm dikey Aralık bırakın. Geri doğru delik için bu adımı yineleyin (Şekil 1E; orta ve sağ çubuğu).
    2. 15 cm sayfası almak ve bir kablo bağı (1E rakam; sol görüntü) sol arkadaki iki yan yana deliklerden geçirin. Bu kravatı da alanı 2 cm 15 cm levha ve üst 10 cm sayfasının üst arasında bırakarak 10 cm sayfalara ekleyin. İki yan yana delik için değil (Şekil 1E; sol görüntü) bu adımı yineleyin.
    3. Son olarak, bir kablo bağı (okla; gösterilen levhalar önünde tüm üç delik geçmek Şekil 1E). Hatta tüm üç yaprak arasında (Şekil 1F) alanıdır sağlanması kablo bağı sıkın.
  9. Montaj, kolaylaştırmak için nihai montajı ürün arka uç ek delik matkap gereken yerlerde. Her yerde kalkan monte edilir, üç yaprak yere paralel koymak emin olun.

Figure 1
Resim 1: bir küçük radyasyon kalkan oluşturmak için adım adım yönergeler. (A) 15 cm ve 10 cm kare oluklu plastik büyük levha dışarı kesilir. (B) 15 cm Çarşaf o zaman kesmek ve attı ve 10 cm Çarşaf kalkanı doğru şekle bükme izin vermek için attı. (C) her kağıda delik delinir. (D) sensör 10 cm Çarşaf birine bağlıdır. (E) kalkan birkaç kablo bağları kullanarak monte edilir. (F) son kalkan kurulum için hazır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Thermochrons yeni ile donatılmış kullanarak temsilcisi sonuçları Şekil 2 ve Şekil 3küçük kalkan tasarım, orijinal daha büyük kalkan tasarım ve thermochrons yok radyasyon kalkanı ile gösterilir. Bu veriler Raleigh, NC yakın tamamen maruz bir kırsal konumda kaydedildi (35.728 ° K, 78.680 ° W) ve iyi kalibre edilmiş kalıcı Hava durumu istasyonunun içine monte edilmiş bir VAISALA platin direnç Hava sıcaklık sensörü (HMP45C) ile outfitted yapıştırılmış bir Rüzgar-Aspire multiplate radyasyon kalkanı7. Şekil 2a, öğretici boxplots kaydedilen sıcaklık farklılıkları dört sensörler küçük radyasyon kalkanı ve kalıcı hava istasyonu kullanarak arasında gösterilir. Pozitif önyargıları tüm dört test probları bulunur (demek önyargı = 0,56 ° C), ama o özgün, daha büyük kalkan tasarım kullanarak bulundu benzer (Şekil 2b; ortalama = 0,56 ° C) ve daha az korumasız sensörler (Şekil 2 c önyargıları ; Demek = 1.23 ° C). Genel farklar küçük olmakla birlikte bazı aykırı sıcak sıcaklık özgün kalkan tasarım (Şekil 2B), göreli kayıt sensörleri küçük kalkanlar neden (demek önyargı = 0,16 ° C).

Figure 2
Şekil 2: örnek kutu çizimi sonuçlarından farklı radyasyonla sıcaklık farkları karşılaştırarak bir deneyi kalkan tedavisi. (A) küçük radyasyon kalkanı tasarım (B) ile thermochrons arasındaki sıcaklık farkları dağılımı orijinal büyük radyasyon kalkan ve (C) hiçbir kalkanlar ve kalibre edilmiş, kalıcı hava istasyonu kaydedildi Ağustos 2015, güneşli, Raleigh, NC konumda maruz. (D) arasındaki küçük radyasyon kalkanı ve (Yani, sensör 3 b) en küçük önyargı vardı büyük kalkan donatılmış thermochron donatılmış dört thermochrons kaydedilen sıcaklık farkları dağılımını gösterir. 7 ° C üzerindeki farklar üzerinden C mezarlığına hariç (değerleri uzatma ilâ 10,6 oC). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 3' te, önyargıları diurnal doğası saat serisi belirgindir. Şekil 2' deki gibi sıcaklık farklılıkları küçük ve büyük Radyasyon kalkanları ve kalibre edilmiş kalıcı Hava İstasyonu (Şekil 3a, 3b) ile donatılmış themochrons arasında gösterilir. Sıcak önyargıları en yüksek güneş radyasyonu dönemlerinde en güçlü, ama her iki durumda da daha az korumasız sensörler (Şekil 3 c) önyargıları vardır. Özgün tasarım (düz siyah çizgi, şekil 3d) karşılaştırıldığında küçük radyasyon kalkanı ile outfitted sensörler tüm kombinasyonları arasında ortalama sıcaklığı fark 0.002 ve 0,06 ° C gündüz saatlerce (0700-2000 h LST) var. İlginçtir, saatlik tahmini standart sapma (kesikli çizgiler, şekil 3d) ile ilgili en büyük farklılıklar vardır 1400 ve 0800 LST. Radyasyon kalkanı daha küçük boyutu göz önüne alındığında beklenebilir öğleden sonra günün sıcak sırasında büyük farklılıklar vardır. Ancak, ek büyük farklılıklar gündoğumu kısa bir süre sonra sabah kaynağıdır açık değildir ve alt-optimal kalkan-sensör nedeniyle olabilir hangi thermochrons için açmak (Yani, thermochrons edilmiştir yere paralel) açıları ek Isıtma.

Figure 3
Şekil 3: örnek saat serisi sonuçları farklı radyasyon kalkanı tedavileri kullanarak sıcaklık farkları karşılaştırarak bir alan deneyden. Saat serisi, sıcaklık (A) küçük radyasyon kalkanı tasarım, (B) ile thermochrons arasında özgün büyük radyasyon kalkanı ve (C) hiçbir kalkanlar ve kalibre edilmiş, kalıcı hava istasyonu kaydedilen farklar Ağustos 2015, güneşli, Raleigh, NC konumda maruz. Ortalama (düz siyah çizgi) ve iki standart sapma (her saat için; tahmini kesik çizgiler) korumalı thermochrons tüm kombinasyonları arasındaki sıcaklık farklarının (n 4 küçük kalkanlar, n = 5 büyük kalkanlar =) (D)içinde gösterilir. Not ölçek değişiklik Ordinat eksenindeki D A Cile karşılaştırıldığında. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Hassasiyet ve tekrarlanabilirlik Hava sıcaklık ölçüm sensörü doğrudan ve yansıyan güneş radyasyondan korur uygun bir güneş kalkan kullanımı bağlıdır. Burada biz doğruluğu ödün vermeden daha kompakt boyutu, daha az pahalı veya benzer, daha önce açıklanan cihazlar6, daha hızlı oluşturmak için böyle bir kalkan inşaatı tarif. daha küçük kalkan ile donatılmış thermochrons için kaydedilen sıcaklık % 94'ü vardı 1.0 ° C daha büyük, orijinal ile donatılmış thermochron yapmak en iyi içinde radyasyon kalkanı ve gözlemleri %71 0.25 ° C. içinde

Bu kalkan, o onun büyük habercisi gibi tasarımını yaygın olarak kullanılan, pasif emişli Gill kalkan bir çeşididir. İdeal özelliklerinde pasif bir kalkan, tüm açılardan güneş radyasyonu sensöründen gölgelendirme bulunur; hava serbestçe kalkan akış izin; ve en az radyasyon kalkanı malzeme8emici. Gölgelendirme ve hava akımı arasında bir uzlaşma kez tasarımıdır. Pasif hava akımı en üst düzeye çıkarmak tasarımları tam gölgelendirme ve risk makinesinin sensörünün Isıtma doğrudan önlemek; Bu tam koruma ile hava akımı engel ve büyük hava göre kalkan içinde Hava Isıtma risk.

Pasif havalandırılmış bir kalkan olarak küçük radyasyon kalkanı düşük rüzgar hızlarında (1-2 ms-1den az), yanlış olduğunu ne zaman havalandırma eksikliği teşvik ışınımsal kalkan büyük7Air'de göre içinde Havanın ısıtılması. Bu önyargı pasif havalandırılmış Shields, pahalı imal edilmiş olanlar da dahil olmak üzere evrensel bir kaynağıdır. Mekanik emişli shields için yapılan bu önyargı üstesinden gelmek, ama onların elektrik gereksinimleri çoğaltılmış alan çalışmalarda genellikle engelleyici vardır. Önyargıları pasif Shields modelinin temel düzeltmeler5,9,10ele alınabilir. Bu düzeltmeler, ancak, Rüzgar hızı ve aynı zamanda pratik özel fabrikasyon kalkanlar üzerinde itimat çalışmaları farklı olabilir kısa dalga radyasyon, eş zamanlı ölçüm gerektirir. Son seçenek sadece doğru yöntemleri koruma rapor ve böylece farklı çalışmalar arasında bildirilen sıcaklık karşılaştırmak çalışırken herhangi bir okuyucu bilgili yorumlarını önyargı kabul etmektir.

Bir imal edilmiş Gill kalkan için karşılaştırıldığında, burada açıklanan küçük radyasyon kalkanı 0,81 ° C bir önyargı 0,75 ° c için özgün kalkan tasarım7ile donatılmış thermochrons göre gündüz bir önyargı vardır. Doğrudan karşılaştırma, performans yukarıda açıklanan büyük radyasyon kalkanı bundan neredeyse ayırt edilemez ancak malzeme önemli bir tasarruf temsil eder. Küçük radyasyon kalkanları 1.36 US $ (2015 dolar) her malzeme, oluklu plastik, alüminyum kaset ve kablo bağları da dahil olmak üzere için inşa ettik. Buna ek olarak, özgün büyük radyasyon kalkanı plastik ve alüminyum, daha büyük miktarda nedeniyle $3 ABD (yazarların 2013 tahmini) $4,75 ABD (bizim tahmini)6için mal olacak. Maliyet tahminleri logger kendisi, onun üretici tarafından belirtilen montaj aparatı veya herhangi bir yapı kalkan alana monte dahil etmeyin.

Ek örnekler de imal edilmiş kalkanlar11karşı test edilmiş özel fabrikasyon kalkanlarından adlı biri yok. Bir farklı el yapımı Gill kalkan1111 gün testinde bir 1.0 ° C bunlardan imal edilmiş Gill kalkan içinde ölçülen içinde tüm hava sıcaklık ölçümleri bu Shield üçte vardı. Bizim küçük radyasyon kalkanı thermochrons doğruluğunu günese maruz kalan sitesindeki başvuru hava istasyonu araçların içinde 1 ° C ölçümlerin % 83'ü ile benzer. El yapımı Gill kalkan yaratıcılarının oluşturmak için 45 dakika sürdü ve $2 ABD (bizim tahmini) $4 ABD (yazarın 2007 tahmini) için malzeme mal olacak. Yine, küçük radyasyon kalkanı malzeme ve inşaat zaman tasarruf sağlar.

Her ne kadar biz did değil sınav-küçük radyasyon kalkanı parametreleri değişimler etkileri için teori malzemeleri, menteşe ve kat açıları değişiklikler radyasyon engellemek ve hava akımına izin için kalkan yeteneği değiştirecek ve sonuçlar tahmin Bu rapor burada farklı. Hem doğrudan hem de yansıyan güneş radyasyonu sensöründen maksimal gölgelendirme radyasyon yukarıdan, hem de iki tarafın aşağılardan radyasyon ve üzerinden altında yansıyan radyasyon engellemek için belirtildiği gibi katlanmış tüm üç plakaları kullanımını gerektirir. Kar, kum, kaldırım ve diğer vegetated olmayan yüzeyleri7,12üzerinde sensörler dağıtıldığında yansıyan radyasyon koruma özellikle önemlidir. Hava akımı içinde kalkan plaka şekli ve aralığı8tarafından dikte edilir; geçerli tasarımında, katlama ve Aralık plaka için herhangi bir değişiklik hava akışını etkileyecek. Son olarak, dış yüzeyler alüminyum kaplı olan beyaz bir malzeme kullanımı kalkanın ışınımsal Isıtma en aza indirir; yansıtıcı alüminyum bant ile üst ve alt kalkan yüzeylerin tam kapsama Bu özellik çoğaltmak için esastır. Kalkanlar temiz tutulması gereken veya kir, kuş pisliği ve kalıp birikimi onların yansıma8değiştirecek. Son olarak, biz de, bir dizi birden çok sensörler arasında karşılaştırılabilir için dikkat onlar yere ve yere-değil her zaman basit ne zaman yukarıda tutarlı bir kotunda paralel kalkan plakalı dağıtılması gereken yüzey örtüsü yüksekliği10dakika sonra değişir.

Bu kalkan tasarım üzerine daha fazla iyileştirmeler şüphesiz mümkündür. NET kaplama Radyasyon kalkanları termal özelliklerini geliştirmek için bir alüminyum yüzey üzerinde kullanımı uzun13bilinmektedir. Testlerinde büyük radyasyon kalkanı ile ancak, diğer yazarlar hiçbir yararı ek kaplama (mylar, beyaz boya) alüminyum kaset yalnız6üzerinde algılandı. Daha önce bir özel fabrikasyon Gill kalkan11' de açıklanan plaka arasındaki sert köpük tutucular tasarım standartlaştırmak ve güçlü rüzgar plakaların değişen önlemek bir başka potansiyel değişiklik eklenmesidir. Bu kalkan sınırlamasından kendi inşaat montaj bir yatay çubuk veya şube gerektirmesidir; Bu, örneğin, doğru yönünü koruyarak bu kalkan derleme yukarıdan askıya almak zor olacaktır. Son olarak, hantal veri kaydediciler için merkezi bir kesme ile başka bir küçük iç plaka ilavesi menteşe değiştirmeden logger için daha fazla alan oluşturmak için arzu olabilir. Bu değişikliklerden herhangi birisini ek maliyet ve inşaat zaman oluşacak ve orijinal standart veya performansını değerlendirmek için kalibre edilmiş bir hava durumu istasyonu karşı test gerektirir.

Biz de geçerli tasarım çevre koşullarına belirli bir Aralık altında değerlendirildi ve radyasyon kalkanı performans bu koşulların dışında herhangi bir tahminlerim dikkatli bir şekilde yapılmalıdır stres. Özellikle, bu kalkan'ın tasarım, hem de bu çalışma ve büyük versiyonu tanıtıldı6 neredeydi orijinal kağıt test edildi yüksek yaz güneş açılarda ~ 45 derece enlem enlemlerde equatorward tipik olarak bulunmuştur. Alanlarda düşük mevsimlik güneş açıları, uzun daylengths veya her ikisini birden (gibi yüksek enlemlerde veya farklı mevsimlerde deneyimli), inşaat korumak için farklı yaklaşımlar daha uygun olabilir.

Küçük, ucuz sıcaklık kaydediciler gelişiyle, biyologlar giderek hava sıcaklığı ölçeklerde iyi kayma bireysel organizmaların ve yerel ekolojik süreçleri ile ilgili değerlendirmeye çalışmışlardır. Hava sıcaklığı microclimatic varyasyon anlamak son ve gelecekte iklim değişikliği yerel biyolojik yanıt kazandırabileceğini. Ek ısı değişkenleri gibi toprak, yüzey veya vücut ısısı olarak, her biri kendi doğruluğu hakkında önemli noktalar-Mayıs da var olmak ölçülür, hava sıcaklığı tarihi, geçerli ve gelecekte iklim çalışmaları arasında ortak bir para birimidir. Radyasyon kalkanları iyi belgelenmiş özellikleri ile tutarlı kullanımı farklı çalışmaların sonuçları anlamlı karşılaştırılabilir sağlayacaktır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Biz Emily Meineke özgün çalışma tasarım katkıları için teşekkür ederiz ve deneme. Ryan Boyles çalışma siteleri ve hava durumu istasyonunun veri erişimi kolaylaştırmak için teşekkür ediyoruz. Jaime Collazo, Steven Frank ve Erica Henry veri kaydedicilerinin ve Radyasyon kalkanları sağlanan. Erişim sitesi çalışmaya North Carolina Devlet iklim Office tarafından kabul edildi. Herhangi bir ticaret, firma veya ürün adlarının kullanımını açıklayıcı amaçlıdır ve ABD hükümeti tarafından onaylandığı anlamına gelmez.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Multipurpose Aluminum Foil Tape Nashua 1087671 48 mm width
8" cable ties DTOL GEN86371 NA
Corrugated plastic sheet Highway Traffic supply hts18X24COROW White sheet 18"L x 24"W, 5-pack
Standard utility knife NA NA NA
Standard Scissors NA NA NA
Heavy duty stapler Swingline 552277715 NA

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bowker, R. G. Anurans, the group of terrestrial vertebrates most vulnerable to climate change: A case study with acoustic monitoring in the Iberian peninsula. Computational bioacoustics for assessing biodiversity. , 43 (2007).
  2. Walther, G. -R., et al. Ecological responses to recent climate change. Nature. 416 (6879), 389-395 (2002).
  3. Inouye, D. W. Effects of climate change on phenology, frost damage, and floral abundance of montane wildflowers. Ecology. 89 (2), 353-362 (2008).
  4. Lundquist, J. D., Huggett, B. Evergreen trees as inexpensive radiation shields for temperature sensors. Water Resources Research. 44 (4), W00D04 (2008).
  5. De Jong, S. A. P., Slingerland, J. D., Van De Giesen, N. C. Fiber optic distributed temperature sensing for the determination of air temperature. Atmospheric Measurement Techniques. 8 (1), 335-339 (2015).
  6. Holden, Z. A., Klene, A. E., Keefe, R. F., Moisen, G. G. Design and evaluation of an inexpensive radiation shield for monitoring surface air temperatures. Agricultural and Forest Meteorology. 180, 281-286 (2013).
  7. Terando, A. J., Youngsteadt, E., Meineke, E. K., Prado, S. G. Ad hoc instrumentation methods in ecological studies produce highly biased temperature measurements. Ecology and Evolution. 7 (23), 9890-9904 (2017).
  8. Richardson, S. J., et al. Minimizing errors associated with multiplate radiation shields. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 16 (11), 1862-1872 (1999).
  9. Anderson, S. P., Baumgartner, M. F., Anderson, S. P., Baumgartner, M. F. Radiative Heating Errors in Naturally Ventilated Air Temperature Measurements Made from Buoys. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 15 (1), 157-173 (1998).
  10. Nakamura, R., Mahrt, L. Air temperature measurement errors in naturally ventilated radiation shields. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 22 (7), 1046-1058 (2005).
  11. Tarara, J. M., Hoheisel, G. -A. Low-cost shielding to minimize radiation errors of temperature sensors in the field. HortScience. 42 (6), 1372-1379 (2007).
  12. Huwald, H., Higgins, C. W., Boldi, M. -O., Bou-Zeid, E., Lehning, M., Parlange, M. B. Albedo effect on radiative errors in air temperature measurements. Water Resources Research. 45 (8), W08431 (2009).
  13. Fuchs, M., Tanner, C. B. Radiation shields for air temperature thermometers. Journal of Applied Meteorology. 4 (4), 544-547 (1965).

Tags

Çevre Bilimleri sayı: 141 hava sıcaklığı iklim değişikliği veri logger thermochron radyasyon kalkanı saha çalışmaları
Kompakt düşük maliyetli radyasyon kalkanı yapımı Hava sıcaklık sensörleri ekolojik alan çalışmaları için
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Terando, A. J., Prado, S. G.,… More

Terando, A. J., Prado, S. G., Youngsteadt, E. Construction of a Compact Low-Cost Radiation Shield for Air-Temperature Sensors in Ecological Field Studies. J. Vis. Exp. (141), e58273, doi:10.3791/58273 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter