Summary
Met de komst van kleine, goedkope milieu-sensoren is het nu mogelijk voor de implementatie van high-density netwerken van sensoren voor het meten van hyper gelokaliseerde temperatuurschommelingen. Hier bieden wij een gedetailleerde methodologie voor de bouw van een compacte versie van een eerder beschreven aangepaste-verzonnen stralingsafscherming voor gebruik met goedkope thermochrons.
Abstract
Low-cost temperatuursensoren worden steeds meer gebruikt door ecologen klimatologische variatie beoordelen en wijzigen op ecologisch relevante schalen. Hoewel kosteneffectieve, als niet geïmplementeerd met goede zonnestraling afscherming, zullen de opmerkingen opgenomen van deze sensoren eenzijdig en onnauwkeurig. Vervaardigde straling schilden zijn effectief in het minimaliseren van dit vooroordeel, maar zijn duur in vergelijking met de kosten van deze sensoren. Wij bieden hier een gedetailleerde methodologie voor de bouw van een compacte versie van een eerder beschreven aangepaste verzonnen stralingsafscherming, die nauwkeuriger dan andere gepubliceerde beschermend methoden die probeert is te schild grootte of bouw kosten te minimaliseren. De methode vereist zeer weinig materiaal: gegolfde kunststof platen, aluminiumfolie plakband en Kabelbinders. Een 15 cm en twee 10 cm pleinen van gegolfde kunststof worden gebruikt voor elke schild. Na het snijden, scoren, taping en nieten van de bladen, vormen de 10 cm pleinen de onderste twee lagen van de zonnestraling schild, terwijl de 15 cm vierkant de toplaag vormt. De drie bladen worden samengehouden met kabelbinders. Deze compacte zonnestraling schild kan worden geschorst of tegen elke vlakke ondergrond geplaatst. Wees voorzichtig om ervoor te zorgen dat het schild is volledig parallel aan de grond om te voorkomen dat de directe zonnestraling van het bereiken van de sensor, waardoor eventueel verhoogd warme vertekeningen in zon-blootgesteld websites in de ochtend en middag ten opzichte van de oorspronkelijke, grotere ontwerp. Zelfs zo, verschillen in opgenomen temperaturen tussen het schild van de kleinere en compacte ontwerp en het oorspronkelijke ontwerp waren kleine (bedoel overdag bias = 0.06 ° C). Bouwkosten zijn minder dan de helft van het oorspronkelijke ontwerp van het schild, en de resultaten van het nieuwe ontwerp in een minder opvallende instrument dat kan nuttig zijn in vele Veldinstellingen ecologie.
Introduction
In het licht van antropogene global warming, is er een groeiende interesse in de luchttemperatuur opnemen in een verscheidenheid van instellingen te begrijpen en voorspellen ecologische reacties op klimaat veranderen1,2,3. Met de komst van kleine, goedkope milieu datarecorders (ook genoemd dataloggers, thermochrons of hygrochrons), is het nu mogelijk voor de implementatie van high-density netwerken van sensoren voor het meten van hyper gelokaliseerde temperatuurschommelingen, toenemende Ecologen mogelijkheid om directer observeren de ervaren door organismen en ecosystemen onder studie milieu omgevingsomstandigheden. In vergelijking met het bestaande, goed gekalibreerd en rigoureus getest — maar dun gedistribueerde — permanente weer stations, de huidige kansen van dergelijke netwerken te beoordelen van klimatologische variatie op ecologisch relevante schalen maar kan verminderen, nauwkeurigheid of vergelijkbaarheid onder studies als inconsistent of ongepast geïmplementeerd.
In de buurt van het oppervlak lucht temperatuursensoren vergen doorgaans een soort zonnestraling afscherming en voorkom directe verwarming van de sensor-element, dat leiden ten onrechte warme metingen tot zou. Gebruikte methoden voor het beperken van de sensor bias omvatten: 1) met behulp van bestaande milieu functies zoals bomen voor arcering4, 2) bias correctie en sensor kalibratie5 die afgeleid van correcties op basis van de thermische eigenschappen van sensoren en 3) het gebruik van vervaardigd of aangepast vervaardigd shields6,7. Veel onderzoekers kiezen voor aangepaste verzonnen schilden vanwege de lage kosten en gemakkelijke implementatie, en de noodzaak in situaties waar milieuomstandigheden geen natuurlijke schaduw bieden. Echter, een overzicht van de ecologische literatuur aangegeven dat het ontwerp van aangepaste verzonnen schilden sterk onder studies varieert, en individuele ontwerpen zelden voor nauwkeurigheid getest zijn. Ongeteste schilden kunnen gevoelig zijn voor slechte keuze van materialen en ontwerp waardoor extra verwarming van de lucht-moleculen onmiddellijk rond de sensor, directe absorptie van zonnestraling door de sensor zelf of zowel-leiden tot gemiddelde vertekeningen van maximaal 3 ° C7. Aan de andere kant, eenvoudige en kosteneffectieve ontwerpen6,7 zijn zeer effectief bij afscherming sensoren (vertekeningen van 1 ° C of minder) en zijn vergelijkbaar met commercieel vervaardigde straling schilden.
Hier bieden wij een gedetailleerde methodologie voor de bouw van een eerder beoordeeld op aangepaste verzonnen straling schild7 voor gebruik met goedkope thermochron temperatuursensoren. Het ontwerp van het schild is een wijziging van een eerder beschreven en getest in een open Ponderosa Pine forest6instellen. In recente tests van verschillende aangepaste-bewerkte schild ontwerpen, dit schild montane-getest resulteerde in de laagste vooroordelen wanneer in paren gerangschikt met kleine thermochrons7, maar we vonden het omslachtig en ook opvallend te implementeren in het veld. Het hier voorgestelde ontwerp-protocol vermindert de afmetingen van de straling schild met 50%. Een dergelijke verlaging in grootte heeft een aantal voordelen: 1) het is minder opvallende en dus minder vatbaar voor manipulatie, 2) redelijkerwijs meer bruikbaar in een breder scala aan ecologische instellingen waar de ruimte beperkt is (bijvoorbeeld op kleinere stedelijke laanbomen) 3) it is nauwkeuriger dan andere gepubliceerd beschermend methoden die proberen om te minimaliseren van de grootte van het schild of bouw kosten7en 4) het is minder duur dan de oorspronkelijke, grotere ontwerp als gevolg van de verminderde hoeveelheid van de bouwmaterialen nodig. Na het beschrijven van de bouwmethodes, onderzoeken we het effect van de vermindering van de grootte op sensor nauwkeurigheid ten opzichte van het oorspronkelijke ontwerp van de schild met behulp van de resultaten van een veld proces uitgevoerd onder hoog naar beneden zonnestraling voorwaarden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. bouw van de stralingsafscherming
- Met behulp van een utility mes, snijd de kunststof golfplaten in vierkantjes (figuur 1A). Een 15 cm vierkant en twee vierkanten van 10 cm nodig zal zijn voor elke schild.
- Cuts voor de bovenste laag van de kleine stralingsafscherming (figuur 1B; linker afbeelding):
- Op het plein van 15 cm, 4 cm vanaf een van de randen te meten en een lijn tekenen met een potlood. Een passer gebruiken als een gids te scoren langs de lijn. (Hierin "scoren" betekent gebruikend een mes om een verlaging die slechts één laag van kunststof golfplaten, in plaats van het hele blad doorloopt.) Voortaan zal deze rand van het plein worden verwezen als de "top" (figuur 1B; linker afbeelding).
- 3.8 cm vanaf de randen die op de lijn 4 cm loodrecht meet. Een passer gebruiken als een gids te scoren vanaf de onderkant tot de 4 cm lijn (figuur 1B; linker afbeelding).
- Teken een lijn uit beide hoeken boven de 4 cm lijn naar de kruising van de lijnen 4 cm en 3.8 cm. U snijdt langs deze lijn (figuur 1B; linker afbeelding).
- Bezuinigingen voor de middenlaag en lagen van de kleine stralingsafscherming (figuur 1B, Midden en rechts beelden):
- Met behulp van een passer, teken een vierkant van 6 cm in het midden van elk 10 cm vierkant (figuur 1B, Midden en rechts van de beelden).
- Score rondom het plein 6 cm, en vanuit elke hoek van het vierkant aan de buitenste hoeken van de 10 cm vierkant 6 cm (figuur 1B, Midden en rechts van de beelden).
- Aluminiumfolie tape gebruiken om het volledig bedekt de scoorde kant van het plein van 15 cm en één van de pleinen van 10 cm, en de VN scoorde kant van de andere 10 cm vierkant.
- Met behulp van een boor 1/4" bit, boorgaten zoals aangegeven in Figuur 1 c, in elk van de lagen van het schild.
- Hechten van een temperatuursensor aan de onderkant van de 10 cm vierkant, die is geplakt op de scoorde kant en heeft de twee gaten geboord in het midden, door het uitvoeren van de kabelbinder door het oog van de sensor-behuizing (of de montage apparaat) en door de gaatjes in het 10 cm-sq uare (Figuur 1 d).
- Vouwen de vellen.
- Vouw het vel van de 15 cm langs de scoorde lijnen. Druk kan nodig zijn in het geval dat de tape maakt de zijkanten strak en moeilijk te vouwen.
- Plooi de kleine driehoekige kleppen aan de binnenkant van de grotere terug klep. Als dit correct is gedaan, zijn alleen getapete zijden zichtbaar van boven. De gesneden rand van de achterste klep moet spoelen met de gevouwen zijkanten.
- Gebruik een andere laag van aluminium tape teneinde de gevouwen kanten aan de achterste klep. De achterste kleppen kon ook worden geniet samen, met een zware nietmachine, voor extra sterkte.
- Neem de bladen van 10 cm en knijpen de zijkanten samen langs de diagonaal scoorde lijn. Met behulp van een zware nietmachine, nieten de beknelde kanten samen (figuur 1E). Het eindproduct zal hebben de vorm van een vierkant-bowl.
- Koppelverkoop de bladen samen met kabelbandjes van 20 cm.
- Begin met het 10 cm-blad geplakt aan de unscored kant, met drie gaten, leg de getapete kant naar beneden. Rijg een kabelbinder door het gat links terug van beide vellen van 10 cm. Laat 2 cm verticale afstand tussen de twee bladen om ervoor te zorgen de luchtstroom rond de temperatuursensor. Herhaal deze stap voor het terug recht gat (figuur 1E, Midden en rechts van de beelden).
- Het 15 cm blad nemen en doorgeven van een kabelbinder door de twee gaatjes van de side-by-side, in de rug links (figuur 1E; linker afbeelding). Dit gelijkspel hechten aan de bladen van 10 cm, ook het verlaten van 2 cm ruimte tussen de 15 cm blad en de bovenkant van de bovenste 10 cm blad. Herhaal deze stap voor de twee side-by-side gaten in de rug rechts (figuur 1E; linker afbeelding).
- Tot slot een kabelbinder passeren door alle drie gaatjes aan de voorkant van de bladen (weergegeven door de pijl; Figuur 1E). Draai de Kabelbinder, zorgen de ruimte zelfs tussen alle drie bladen (figuur 1F).
- Extra boorgaten in de back-end van het eindproduct geassembleerd om montage, waar nodig. Waar het schild is gemonteerd, moet u zorgen dat de drie bladen lag parallel aan de grond.
Figuur 1: stapsgewijze instructies voor het bouwen van een kleine stralingsafscherming. (A) 15 cm en 10 cm vierkantjes worden gesneden uit het grote blad van gegolfde kunststof. (B) het 15 cm bladen zijn vervolgens gesneden en scoorde, en de 10 cm bladen zijn scoorde zodat naar de juiste vorm van het schild buigen. (C) gaten worden geboord op elk blad. (D) de sensor is gebonden aan een van de bladen van 10 cm. (E) het schild wordt geassembleerd met behulp van verschillende Kabelbinders. (F) het definitieve schild is klaar voor installatie. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Representatieve resultaten met behulp van de thermochrons uitgerust met de nieuwe, worden kleinere schild ontwerp, het oorspronkelijke ontwerp voor grotere schild en de thermochrons met geen stralingsafscherming weergegeven in Figuur 2 en Figuur 3. Deze gegevens werden opgenomen in een volledig blootgestelde locatie op het platteland in de buurt van Raleigh, NC (35.728 ° noorderbreedte, 78.680 ° W), en werden aangebracht tot een goed gekalibreerde permanente weerstation uitgerust met een VAISALA platina weerstand lucht temperatuursensor (HMP45C) gemonteerd binnen een Wind-aanzuiging multiplate straling schild7. In Figuur 2a, boxplots getoond van de verschillen in opgenomen temperaturen tussen vier sensoren met behulp van de kleine stralingsafscherming, en het permanente weerstation. Positieve vooroordelen over alle vier geteste sensoren zijn gevonden (bedoel bias = 0.56 ° C), maar zijn vergelijkbaar met die gevonden met behulp van het ontwerp van de oorspronkelijke, grotere schild (Figuur 2b; gemiddelde = 0.56 ° C), en zijn veel minder dan de vooroordelen van de niet-afgeschermde sensoren (Figuur 2 c ; betekenen = 1.23 ° C). De kleine schilden resulteren in de sensoren opnemen sommige uitbijter warme temperaturen ten opzichte van het oorspronkelijke ontwerp van de schild (figuur 2d), hoewel de algemene verschillen klein zijn (bedoel bias = 0.16 ° C).
Figuur 2: voorbeeld boxplot resultaten van een experiment van de veld vergelijken temperatuurverschillen met behulp van verschillende straling schild behandelingen. Verdeling van de temperatuurverschillen tussen de thermochrons met (A) het kleine straling schild ontwerp (B) de oorspronkelijke grote straling schild, en (C) geen schilden en het weerstation gekalibreerde, permanente opgenomen in Augustus 2015 op een zonnige, blootgesteld locatie in Raleigh, NC. (D) toont de verdeling van de opgenomen temperatuurverschillen tussen de vier thermochrons uitgerust met de kleine stralingsafscherming en het grote schild-uitgerust thermochron, die had de kleinste bias (dat wil zeggen, Sensor 3 in B). Verschillen boven de 7 ° C zijn uitgesloten van de plot in C (waarden uitbreiden tot 10,6 oC). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
In Figuur 3blijkt de diurnale aard van de vooroordelen in de tijdreeks. Zoals in Figuur 2staan de temperatuurverschillen tussen de themochrons uitgerust met de kleine en grote straling schilden en het geijkte permanente weerstation (cijfers 3a, 3b). Warme vertekeningen zijn sterkste tijdens perioden van piek zonnestraling, maar in beide gevallen zijn veel minder dan de vooroordelen van de niet-afgeschermde sensoren (Figuur 3 c). Het gemiddelde temperatuurverschil tussen alle combinaties van sensoren die zijn uitgerust met de kleine stralingsafscherming in vergelijking met het oorspronkelijke ontwerp (vaste zwarte lijn, afbeelding 3d) is 0,002 ° C en 0.06 ° C overdag urenlang (0700-2000 h LST). Interessant, zijn de grootste verschillen met betrekking tot de per uur geschatte standaarddeviatie (onderbroken lijnen, figuur 3d), in 1400 en 0800 LST. De grote verschillen in de middag in de hitte van de dag zijn te verwachten gezien de kleinere omvang van de straling schild. Echter de bron van de extra grote verschillen in de ochtend kort na zonsopgang is niet duidelijk en kon te wijten zijn aan suboptimale schild-sensor hoeken (dat wil zeggen, de thermochrons werden niet parallel aan de grond) die de thermochrons aan zou blootstellen extra verwarming.
Figuur 3: voorbeeld tijdreeksen voortvloeit uit een veld-experiment vergelijken met behulp van verschillende straling schild behandelingen temperatuurverschillen. Tijdreeksen van temperatuur verschillen tussen de thermochrons met (A) de kleine straling schild ontwerp, (B) de oorspronkelijke grote stralingsafscherming, en (C) geen schilden en het weerstation gekalibreerde, permanente opgenomen in Augustus 2015 op een zonnige, blootgesteld locatie in Raleigh, NC. De gemiddelde (vaste zwarte lijn) en twee standaarddeviaties (geschat voor elk uur; onderbroken lijnen) van de temperatuurverschillen tussen alle combinaties van afgeschermde thermochrons (n = 4 kleine schilden, n = 5 grote schilden) staan in (D). Opmerking schaal wijzigen in de ordinaat as in D ten opzichte van A t/m C. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van de lucht temperatuurmetingen zijn afhankelijk van het gebruik van een passende zonne-schild dat de sensor tegen directe en teruggekaatste zonnestraling beschermt. Hier beschrijven we de bouw van dergelijke een schild dat is compacter van formaat, goedkoper of sneller om te bouwen dan soortgelijke, eerder beschreven apparaten6, zonder in te boeten nauwkeurigheid. 94% van de opgenomen temperaturen voor de thermochrons uitgerust met het kleinere schild waren binnen 1,0 ° C van de best presterende thermochron uitgerust met het origineel groter, stralingsafscherming en 71% van de waarnemingen binnen 0,25 ° C.
Het ontwerp van dit schild, zoals die van zijn grotere voorganger, is een variatie op het gebruikte, passief aanzuiging Gill schild. Ideale eigenschappen van een passieve schild omvatten arcering van de sensor van zonnestraling vanuit alle hoeken; waardoor de lucht vrijelijk door het schild; en het absorberen van minimale straling in het schild materiële8. Ontwerp is vaak een compromis tussen arcering en luchtstroom. Ontwerpen die maximaliseren van passieve luchtstroom te voorkomen dat volledige arcering en risico directe verwarming van de sensor; degenen met volledige afscherming luchtstroom belemmeren en het risico van verwarming binnen-shield lucht ten opzichte van de lucht in het algemeen.
Als een passief geventileerde schild, de kleine stralingsafscherming is onjuist bij lage windsnelheden (minder dan 1-2 ms-1), wanneer het gebrek aan ventilatie radiatieve verwarming van de lucht in het schild ten opzichte van de lucht op grote7bevordert. Dit is een universele bron van bias in passief geventileerde schilden, met inbegrip van kostbare vervaardigde. Dit vooroordeel is mechanisch aanzuiging Shields overwonnen, maar hun elektrische vereisten zijn over het algemeen onbetaalbaar in gerepliceerde veldstudies. Vertekeningen in passieve schilden kunnen worden aangepakt door middel van modelgebaseerde correcties5,9,10. Dergelijke correcties, vereist echter dat gelijktijdige meting van windsnelheid en korte golf straling, die wellicht ook onpraktisch in de soorten studies die op aangepaste-verzonnen schilden vertrouwen. Een laatste optie is gewoon om nauwkeurig verslag afscherming methoden en erkennen van bias, zodat elke lezer probeert te vergelijken temperaturen gerapporteerd op verschillende studies geïnformeerd interpretaties kunnen.
Vergeleken met een vervaardigde Gill-schild, heeft de kleine stralingsafscherming hier beschreven een overdag bias van 0,81 ° C ten opzichte van een vooroordeel van 0,75 ºC voor thermochrons uitgerust met de oorspronkelijke schild ontwerp7. In directe vergelijking, haar prestatie was bijna niet te onderscheiden van die van de eerder beschreven grote stralingsafscherming, maar vertegenwoordigt aanzienlijke besparingen in materialen. We bouwden de kleine straling schilden voor 1,36 dollar (2015 dollar) elke materiaal, met inbegrip van Kabelbinders, gegolfde kunststof en aluminium tape. In tegenstelling, zou de originele grote stralingsafscherming, vanwege de grotere hoeveelheden van kunststof en aluminium, kosten 3 dollar (de auteurs 2013 schatting) naar 4,75 dollar (onze schatting)6. Kostenramingen neem niet de logger zelf, zijn door de fabrikant opgegeven bevestigingssteun of een structuur die het schild zou worden gemonteerd in het veld.
Extra voorbeelden bestaan uit aangepaste-verzonnen schilden die goed zijn getest tegen vervaardigde schilden11. In een 11-daagse test van een verschillende handgemaakte Gill schild11waren tweederde van alle metingen van de temperatuur van de lucht in dit schild binnen 1,0 ° C van die gemeten in een vervaardigde Gill schild. In onze kleine stralingsafscherming was de nauwkeurigheid van thermochrons gelijkaardig, met 83% van de metingen binnen 1 ° C van referentie-weerstation instrumenten op de site van zon-blootgesteld. Het handgemaakte Gill schild nam de makers 45 minuten om te bouwen, en zou kosten $2 US (onze schatting) naar $4 vs (de auteurs 2007 schatting) in materialen. Nogmaals, de kleine stralingsafscherming biedt besparingen in materialen en bouwtijd.
Hoewel we did niet toets voor effecten van variaties in kleine straling schild parameters, voorspelt theorie veranderingen in materialen, plaat spatiëring en vouw hoeken zou veranderen de mogelijkheid van het schild blokkeren van straling en toestaan van de luchtstroom, waardoor resultaten zou opleveren afwijken gemeld hier. Maximale arcering van de sensor van zowel de directe als de teruggekaatste zonnestraling vereist het gebruik van alle drie platen, zoals aangegeven, te blokkeren, niet alleen straling van bovenaf, maar ook lage-hoek straling uit de zijkanten en gereflecteerde straling uit onder gevouwen. Bescherming tegen gereflecteerde straling is vooral belangrijk als sensoren worden ingezet over sneeuw, zand, bestrating en andere niet-begroeide oppervlakken7,12. Luchtstroom binnen het schild wordt gedicteerd door de vorm van de plaat en de afstand8; in het huidige ontwerp, zou een wijziging van plaat vouwen en afstand luchtstroom beïnvloeden. Tot slot, gebruik van een witte materiaal met aluminium-gecoat buitenste oppervlakken minimaliseert radiatieve verwarming van het schild zelf; volledige dekking van de boven- en onderkant oppervlakken van de schild met reflecterende aluminium tape is essentieel voor het repliceren van deze eigenschap. Schilden moeten worden schoongehouden, of ophoping van vuil, vogelpoep en schimmel zal veranderen hun reflectie8. Tot slot, wij waarschuwen dat ook voor vergelijkbaarheid tussen veelvoudige sensoren in een array, ze moeten worden geïmplementeerd met de schild platen parallel aan de grond en op een consistente hoogte boven grond-niet altijd duidelijk wanneer de oppervlakte vegetatie zelf varieert in hoogte10.
Verdere verbeteringen op dit schild ontwerp zijn ongetwijfeld mogelijk. Het gebruik van duidelijke coatings over een aluminium oppervlak ter verbetering van de thermische eigenschappen van straling schilden is al lang bekend13. In proeven met de grote stralingsafscherming echter andere auteurs gedetecteerd geen voordeel van extra coatings (mylar, witte verf) over de aluminium tape alleen6. De toevoeging van hardschuim spacers tussen de platen, die hierboven worden beschreven in een aangepaste-verzonnen Gill schild11, is een andere mogelijke wijziging die zou kunnen standaardiseren van het ontwerp en te voorkomen dat de verschuiving van de platen in sterke wind. Een beperking van deze shield is dat de constructie montage op een horizontale balk of het bijkantoor worden vermeld vereist; het zou moeilijk zijn, bijvoorbeeld, op te schorten van deze vergadering van het schild van bovenaf met behoud van de juiste oriëntatie. Voor omvangrijker dataloggers zou de toevoeging van een andere kleine interieur plaat met een uitsparing in het midden tot slot wenselijk meer om ruimte te maken voor de logger zonder te veranderen van de afstand van de plaat. Een van deze wijzigingen zou oplopen extra kosten en bouwtijd, en zou vereisen tests uitvoert tegenover de oorspronkelijke standaard of een gekalibreerde weerstation te beoordelen van de prestaties.
We benadrukken ook dat het huidige ontwerp werd geëvalueerd onder een bepaald bereik van milieuomstandigheden en alle extrapolaties van straling schild prestaties buiten deze voorwaarden te met de nodige voorzichtigheid geschieden dient. In het bijzonder van dit schild ontwerp, in beide deze studie en in het oorspronkelijke document, waar de grotere versie werd geïntroduceerde6 werden getest op zonne-hoeken hoogzomer meestal te vinden op de equatorward breedtegraden op ~ 45 graden noorderbreedte. In gebieden met lage seizoensgebonden zonne-hoeken, lange daylengths, of beide (zoals ervaren op hoge breedtegraden of in verschillende seizoenen), kunnen verschillende benaderingen te beschermen van de constructie meer wenselijk zijn.
Met de komst van kleine, goedkope temperatuur loggers, hebben biologen steeds getracht te beoordelen van de temperatuur van de lucht op de mooie ruimtelijke schalen die relevant zijn voor individuele organismen en lokale ecologische processen. Begrip beëindigingspremie variatie van de luchttemperatuur kan inzicht verwerven in lokale biologische reacties op recente en verwachte klimaatverandering. Terwijl de extra thermische variabelen die als bodem-, oppervlak- of lichaamstemperatuur, elk met zijn eigen nauwkeurigheid overwegingen-mei ook worden gemeten, luchttemperatuur is een gemeenschappelijke munt over studies van historische, actuele en verwachte klimaten. Consistent gebruik van straling schilden met goed gedocumenteerde eigenschappen zal ervoor zorgen dat de resultaten van verschillende studies zinvol kunnen worden vergeleken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Wij danken Emily Meineke voor bijdragen aan het oorspronkelijke ontwerp van de studie en experimenteren. Wij danken Ryan Boyles voor toegang tot de studieplaatsen en weerstation gegevens te vergemakkelijken. Jaime Collazo, Steven Frank en Erica Henry verstrekt de dataloggers en straling schilden. Toegang tot het bestuderen van de site werd goedgekeurd door het Bureau voor het klimaat van de North Carolina staat. Elk gebruik van handel, bedrijf of product namen is voor beschrijvende doeleinden en impliceert geen goedkeuring door de Amerikaanse overheid.
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 |
References
- 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).
- Walther, G. -R., et al. Ecological responses to recent climate change. Nature. 416 (6879), 389-395 (2002).
- Inouye, D. W. Effects of climate change on phenology, frost damage, and floral abundance of montane wildflowers. Ecology. 89 (2), 353-362 (2008).
- Lundquist, J. D., Huggett, B. Evergreen trees as inexpensive radiation shields for temperature sensors. Water Resources Research. 44 (4), W00D04 (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- Richardson, S. J., et al. Minimizing errors associated with multiplate radiation shields. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 16 (11), 1862-1872 (1999).
- 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).
- Nakamura, R., Mahrt, L. Air temperature measurement errors in naturally ventilated radiation shields. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 22 (7), 1046-1058 (2005).
- 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).
- 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).
- Fuchs, M., Tanner, C. B. Radiation shields for air temperature thermometers. Journal of Applied Meteorology. 4 (4), 544-547 (1965).
