蒸散(Evapotranspiration)是地表水分循環(huán)和能量平衡中的重要組成部分,也被稱為蒸散發(fā),由地表水分蒸發(fā)和植物蒸騰耗水兩部分組成。它在分析氣候干燥度、評估水資源利用、管理草坪/作物灌溉以及研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化(如荒漠化)等方面發(fā)揮著關鍵作用。
蒸散的兩個組分:地表蒸發(fā)和植物蒸騰(圖源/Wikipedia)
目前,有兩種方法可用于獲取蒸散數(shù)據(jù):間接獲取法和直接測量法。
間接獲取蒸散量的方法往往需要獲取兩個參數(shù):作物系數(shù)和潛在/參考蒸散量,這無疑增加了數(shù)據(jù)估算的不確定性。
渦度相關通量測量技術可用于直接測量地表蒸散量,但由于方法復雜性等原因,一直沒有得到廣泛應用。
為解決這一問題,LI-COR公司近期開發(fā)了LI-710蒸散測量儀,該儀器基于得到廣泛認可的渦度相關通量測量技術,可直接測量地表與大氣之間的水汽交換通量,成為直接測量樣地蒸散的理想選擇。
LI-710蒸散測量儀的主要特點
可驗證的精準度
LI-710采用渦度相關通量測量技術,以10Hz的頻率測量垂直方向上的風速和水汽濃度。通過成熟的渦度相關通量數(shù)據(jù)算法,每30分鐘得到水汽通量數(shù)據(jù)和蒸散量。與傳統(tǒng)渦度相關儀器采集的數(shù)據(jù)以及根據(jù)彭曼公式計算得到的潛在蒸散量數(shù)據(jù)相比,LI-710數(shù)據(jù)顯示出很好的一致性(詳見下圖)。
直接輸出計算完畢的蒸散數(shù)據(jù)
LI-710內嵌計算模塊,直接輸出計算完畢的蒸散數(shù)據(jù),這使得用戶無需花費額外時間和精力進行數(shù)據(jù)處理和分析。不僅如此,該模塊的算法遵循成熟的渦度相關通量數(shù)據(jù)處理方法,確保了蒸散數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。
方便快捷的安裝
極簡式設計,即連即用。這大大減少了用戶的野外工作時間,降低了安裝和操作的門檻,即便是非專業(yè)人士也能輕松上手。
SDI12數(shù)據(jù)輸出
采用一根線纜輸出數(shù)據(jù),方便數(shù)據(jù)采集和集成到現(xiàn)有測量系統(tǒng)中。
低功耗
1.5w的低功耗設計,方便在野外部署。
無需校準,維護量極低
可方便地進行多點布設,無需校準和頻繁維護。
選擇 LI-710 ,還是傳統(tǒng)渦度相關通量測量系統(tǒng)?先看下面的對比表
綜上所述,如果您需要簡便地獲取蒸散量數(shù)據(jù),LI-710 是更適合的選擇;如果您需要同時獲取CO2通量數(shù)據(jù),或者對渦度相關數(shù)據(jù)有專業(yè)需求,傳統(tǒng)渦度相關測量系統(tǒng)可能更適合您。
應用案例(一): 安裝在US-PAS站點(美洲通量網(wǎng))的LI-710
US-PAS站點(美洲通量網(wǎng))位于佛羅里達坦帕東南的牧場上。站上配備了一套完整的LI-COR渦度相關通量觀測儀器(以下簡稱EC)。
Bracho-Garrillo是該站的首席調查員,同時也是佛羅里達大學的老師。他對LI-710蒸散傳感器進行了測試。對比數(shù)據(jù)顯示,LI-710和EC取得的蒸散結果一致性非常高。
US-PAS站點的LI-710(左),右側是LI-COR渦度相關通量測量系統(tǒng)
Bracho-Garrillo表示:“LI-710布設起來非常容易,耗電少,不需要額外的電源配置,這對于野外臺站來說太方便了。”
他認為LI-710能有效指導人們進行灌溉管理。“人們習慣于使用作物系數(shù)來估算ET,因為不是實測,這會帶來較大的誤差。”他解釋道,“LI-710能非常方便的實測ET,這是一個巨大的技術進步。”
應用案例(二):Land IQ 公司科學家們利用 LI-710 分析加州地區(qū)的農業(yè)需水
Land IQ 公司總部位于加利福尼亞州首府薩克拉門托,是一家專注于提供農業(yè)科學咨詢和遙感服務的企業(yè)。他們推出了Land IQ ET,這是一款基于數(shù)據(jù)驅動的實地用水模型,利用了來自80多個氣象站的地面數(shù)據(jù)。
Land IQ 公司的主要客戶是當?shù)氐乃Y源管理部門,其中包括近40個地下水可持續(xù)發(fā)展機構(GSA)。這些機構監(jiān)測著35-40種不同作物的蒸散量,總面積達300多萬英畝,主要覆蓋Stanislaus、Madera、Fresno、Tulare、Kings和Kern六個農業(yè)縣。