Florida: Sampling the Atmosphere boundary layer
Calculating turbulence fluxes and turbulence kinetic energy
佛罗里达,采样大气边界层湍流场,计算湍流通量和湍流动能
案例概要
应用:机载IRGASON湍流通量监测
地点:迈阿密,佛罗里达州
产品:IRGASON, CR6
测量要素:风、温度、湿度、CO2浓度等
区域尺度的地表通量观测一直是大气科学、地理学、水文学及生态等学科领域研究的重点与难点,而机载涡动相关方法有效的解决方法之一,其观测的空间尺度与陆面过程模式的网格尺度以及遥感影像的像元尺度一致,对区域及全球尺度地表通量模拟等研究具有重要意义。
迈阿密大学的直升机观测平台(The University of Miami’s Helicopter Observation Platform, HOP)配备了两套Campbell Scientific 的IRGASON系统,可对大气湍流进行主动采样,短时间内形成对湍流在空间上的线性采样序列,获取观测区域的瞬时湍流场数据。该研究进一步提高我们模拟气候的能力和气象预报准确性
两套IRGASON均安装于直升机前端的“机鼻”处,测量风、温度、空气湿度、CO2浓度等,计算区域尺度的动量通量、显热通量、潜热通量、CO2通量等。
此方案面临的重大挑战包括:
1)通过飞机的电力系统为IRGASON供电,需要系统的评估、测试,并排除潜在的干扰
2)IRGASON的安装尽量避免飞机自身所形成的气流区域,飞机自身震动,可能影响传感器性能和数据质量的问题。
对此,Campbell Scientific团队给出了科学严谨的方案:
通过与高频惯性系统结合,获得与IRGASON同步的位置、速度和姿态等信息数据,用以消除飞机运动对通量数据计算的影响。
结合经验模态分解数据处理,可将湍流数据与其他干扰数据分离开来。
目前HOP正专注于数据的收集与处理,以更好地了解大气和海洋之间的能量和CO2交换。
让我们一起期待他们的探索和发现!