资源科学 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (10): 1975-1986.doi: 10.18402/resci.2020.10.14
徐自为1(), 刘绍民1, 车涛2, 张阳2, 任志国2, 吴阿丹2, 谭俊磊2, 朱忠礼1, 徐同仁1, 马焘3
收稿日期:
2020-05-12
修回日期:
2020-07-18
出版日期:
2020-10-25
发布日期:
2020-12-25
作者简介:
徐自为,男,吉林梨树人,博士,高级工程师,主要研究方向为地表水热通量的观测与分析。E-mail: 基金资助:
XU Ziwei1(), LIU Shaomin1, CHE Tao2, ZHANG Yang2, REN Zhiguo2, WU Adan2, TAN Junlei2, ZHU Zhongli1, XU Tongren1, MA Tao3
Received:
2020-05-12
Revised:
2020-07-18
Online:
2020-10-25
Published:
2020-12-25
摘要:
当前,以全球、区域(流域)为单元建立分布式的观测网已成为陆地表层系统观测的主流方向,而良好的运行与维护、严格的数据质量控制是获取高质量观测数据的前提。本文以中国第二大内陆河黑河流域为例,概述了黑河流域地表过程综合观测网的相关情况,总结了该观测网的运行与维护以及数据质量控制的研究进展,主要包括:日-旬-月-年尺度的运行与维护流程,由仪器比对与标定、数据处理、筛选与审核等构成的数据质量控制流程等。以2018年3个超级站为例展示了观测数据成果,并介绍了黑河流域地表过程综合观测网的成效。本文的研究成果将对“丝绸之路经济带”上许多相近内陆河流域的野外观测与数据质量控制等工作起到借鉴作用。
徐自为, 刘绍民, 车涛, 张阳, 任志国, 吴阿丹, 谭俊磊, 朱忠礼, 徐同仁, 马焘. 黑河流域地表过程综合观测网的运行、维护与数据质量控制[J]. 资源科学, 2020, 42(10): 1975-1986.
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表1
观测站点信息"
序号 | 站点名称 | 经度/°E | 纬度/°N | 高程/m | 位置 | 站点类型 | 观测期 | 植被类型 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 景阳岭站 | 101.12 | 37.84 | 3750 | 上游 | 普通站 | 2013.8— | 高寒草甸 |
2 | 峨堡站 | 100.92 | 37.95 | 3294 | 上游 | 普通站 | 2013.6—2016.10 | 高寒草甸 |
3 | 黄草沟站 | 100.73 | 38.00 | 3137 | 上游 | 普通站 | 2013.6—2015.4 | 高寒草甸 |
4 | 阿柔阳坡站 | 100.52 | 38.09 | 3529 | 上游 | 普通站 | 2013.8—2015.8 | 高寒草甸 |
5 | 阿柔超级站 | 100.46 | 38.05 | 3033 | 上游 | 超级站 | 2008.1— | 亚高山山地草甸 |
6 | 阿柔阴坡站 | 100.41 | 37.98 | 3536 | 上游 | 普通站 | 2013.8—2015.8 | 高寒草甸 |
7 | 垭口站 | 100.24 | 38.01 | 4148 | 上游 | 普通站 | 2013.12— | 高寒草甸 |
8 | 黄藏寺站 | 100.19 | 38.23 | 2612 | 上游 | 普通站 | 2013.6—2015.4 | 小麦 |
9 | 大沙龙站 | 98.94 | 38.84 | 3739 | 上游 | 普通站 | 2013.8— | 沼泽化高寒草甸 |
10 | 关滩站 | 100.25 | 38.54 | 2835 | 上游 | 普通站 | 2018.1—2012.4 | 青海云杉 |
11 | 花寨子站 | 100.32 | 38.77 | 1731 | 中游 | 普通站 | 2012.6— | 盐爪爪荒漠 |
12 | 神沙窝站 | 100.49 | 38.79 | 1594 | 中游 | 普通站 | 2012.6—2015.4 | 沙地 |
13 | 黑河遥感站 | 100.48 | 38.83 | 1560 | 中游 | 普通站 | 2014.8— | 草地 |
14 | 张掖湿地站 | 100.45 | 38.98 | 1460 | 中游 | 普通站 | 2012.6— | 芦苇 |
15 | 大满超级站 | 100.37 | 38.86 | 1556 | 中游 | 超级站 | 2012.5— | 玉米 |
16 | 盈科站 | 100.41 | 38.86 | 1519 | 中游 | 普通站 | 2018.1—2012.4 | 玉米 |
17 | 巴吉滩站 | 100.30 | 38.92 | 1562 | 中游 | 普通站 | 2012.5—2015.4 | 红砂荒漠 |
18 | 混合林站 | 101.13 | 41.99 | 874 | 下游 | 普通站 | 2013.7— | 胡杨和柽柳 |
19 | 农田站 | 101.13 | 42.00 | 875 | 下游 | 普通站 | 2013.7—2015.11 | 瓜地 |
20 | 四道桥超级站 | 101.14 | 42.00 | 873 | 下游 | 超级站 | 2013.7— | 柽柳 |
21 | 裸地站 | 101.13 | 42.00 | 878 | 下游 | 普通站 | 2013.7—2016.3 | 裸地 |
22 | 胡杨林站 | 101.12 | 41.99 | 876 | 下游 | 普通站 | 2013.7—2016.4 | 胡杨 |
23 | 荒漠站 | 100.99 | 42.11 | 1054 | 下游 | 普通站 | 2015.4— | 红砂荒漠 |
表2
观测系统描述"
观测设备 | 观测要素 |
---|---|
气象要素梯度观测系统 | 30~40 m塔,包括6/7层空气温湿度、风速/风向和CO2/水汽浓度梯度、气压、降水量、四分量辐射、光合有效辐射、红外地表温度、土壤温湿度廓线(上游:16/17层土壤湿度/温度,埋深至3.2 m;中游:8/9层土壤温度/湿度,埋深至1.6 m;下游:9/10层土壤湿度/温度,埋深至2 m)、土壤热通量、平均土壤温度、土壤水势和导热率(6层,埋深至1.2 m,上游阿柔超级站)等 |
自动气象站 | 10 m塔,包括空气温湿度、风速/风向、气压、降水量、四分量辐射、光合有效辐射、红外地表温度、土壤温湿度廓线(7/8层土壤温度/湿度,上游埋深至1.6 m,中、下游埋深至1 m,其中混合林站的埋深至2.4 m)、土壤热通量等 |
积雪自身物理属性观测仪器 | 伽马射线雪水当量仪、积雪属性分析仪(雪深、密度和湿度)以及全球导航卫星系统的积雪观测系统(雪深)等 |
积雪的物质和能量交换过程观测仪器 | 积雪物质与能量交换过程的观测仪器包括国际上标准的双栅式对比用标准雨量计(降雪量)、涡动相关系统(雪升华)、风吹雪粒子测量仪等 |
表3
黑河流域地表过程观测网的巡检表(以2020年5月中下旬巡检为例)"
站点 | 到达时间 | 离开时间 | 整体描述 | 下垫面状况 | 株高/m | 物候期 | 是否灌溉(如是 记录灌溉时间) | 耕作 措施 | 仪器工作状况 | 备注 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
大满 | 15:05 | 15:30 | 晴,仪器完整, 塔体无倾斜。 | 玉米,无明显变化 | 0.10 | 出苗期 | 否 | 无 | 良好,标定涡动 | |
花寨子 | 16:30 | 16:50 | 晴,仪器完整, 塔体无倾斜。 | 盐爪爪,无明显变化 | 0.15 | 返青 | 否 | 无 | 良好,标定涡动 | 调试物候相机 |
湿地 | 9:30 | 11:30 | 晴,仪器完整, 塔体无倾斜。 | 芦苇,水深约0.5 m | 0.60 | 萌动期 | 否 | 无 | 良好,标定涡动 | 调试物候相机 |
黑河遥感站 | 16:30 | 17:30 | 晴,仪器完整, 塔体无倾斜。 | 杂草,无明显变化 | 0.10 | 返青 | 否 | 无 | 良好 | |
四道桥 | 9:10 | 15:00 | 晴,仪器完整, 塔体无倾斜。 | 柽柳,草甸,无明显变化 | 3.00 | 萌芽 | 否 | 无 | 良好,标定涡动 | 更换6层二维风 |
混合林 | 16:00 | 19:30 | 晴,仪器完整, 塔体无倾斜。 | 胡杨&柽柳,无明显变化 | 15.00 | 展叶 | 否 | 无 | 良好,标定涡动 | 调试物候相机 |
荒漠 | 9:20 | 12:30 | 晴,仪器完整, 塔体无倾斜。 | 红砂,无明显变化 | — | — | 否 | 无 | 良好,标定涡动 | 调试物候相机 |
阿柔 | 9:10 | 11:50 | 多云,仪器完 整,塔体无倾 斜。 | 草甸,无明显变化 | 0.20 | 返青 | 否 | 无 | 良好,标定涡动 | |
景阳岭 | 14:30 | 15:30 | 晴,仪器完整, 塔体无倾斜。 | 草甸,无明显变化 | — | 返青 | 否 | 无 | 良好,标定涡动 | |
垭口 | 9:30 | 11:20 | 晴,仪器完整, 塔体无倾斜。 | 草甸,有积雪 | — | — | 否 | 无 | 四分量辐射仪有问题,标定涡动 | 有积雪 |
大沙龙 | 11:10 | 12:20 | 雾,仪器完整, 塔体无倾斜。 | 草甸,无明显变化 | — | 返青 | 否 | 无 | 良好,标定涡动 |
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