TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析系統(tǒng)

環(huán)境中的宇宙射線粒子與原子核碰撞生成高能中子，這些高能中子在穿過空氣與土壤時(shí)，與介質(zhì)中的原子核尤其是氫原子發(fā)生彈性碰撞而改變方向，并失去部分能量，逐漸慢化為快中子、熱中子、慢中子，最后轉(zhuǎn)化為熱能。碰撞后返回地表部分的快、慢中子將在地表以快的速度達(dá)到平衡，其濃度受表層土壤濕度顯著影響。通過中子探測(cè)器，探測(cè)地表附近的快中子或慢中子數(shù)，就可以通過修正關(guān)系計(jì)算出大面積的土壤平均含水量。由于快中子與土壤水分關(guān)系對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)不敏感，適合用于測(cè)量土壤含水量，而慢中子適合用于測(cè)量地表積雪深度。

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析儀的傳感器被放置到地表或有降雪覆蓋的地方，通過記錄穿透積雪的下向二級(jí)宇宙射線強(qiáng)度測(cè)量雪水當(dāng)量和雪深。

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析儀是遙感過程中反演土壤含水量的有效驗(yàn)證手段，也有效解決了降雪和區(qū)域降雪無法準(zhǔn)確測(cè)量的難題。相比于侵入性的點(diǎn)尺度方法到衛(wèi)星遙感，使用宇宙射線來測(cè)量區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深的CRNS具有許多優(yōu)點(diǎn)，彌合了點(diǎn)測(cè)量和衛(wèi)星之間的鴻溝：

1.其較大的水平占地面積，可通過單個(gè)探針對(duì)大面積平均土壤濕度/ SW E / BW E進(jìn)行量化。

2.它是非接觸式的探頭，可安裝在離地面2米雪的表面上，非侵入性。

3.可持續(xù)監(jiān)控，無間斷。

技術(shù)原理

環(huán)境中的宇宙射線粒子與原子核碰撞生成高能中子，這些高能中子在穿過空氣與土壤時(shí)，與介質(zhì)中的原子核尤其是與其本身質(zhì)量相當(dāng)?shù)臍湓樱ㄙ|(zhì)子）發(fā)生彈性碰撞而改變方向，并失去部分能量，逐漸慢化為快中子?？熘凶映掷m(xù)與氫原子（質(zhì)子）發(fā)生彈性碰撞，慢化為慢中子，該慢中子數(shù)目與雪層中的含水量關(guān)系密切，因此，通過記錄穿透積雪的下向二級(jí)宇宙射線強(qiáng)度來測(cè)量雪水當(dāng)量和雪深。

主要特點(diǎn)：

宇宙射線方法，全被動(dòng)式測(cè)量

空間尺度覆蓋適中，降雪測(cè)量深度大

最小的電力需要，可太陽能驅(qū)動(dòng)

數(shù)據(jù)可無線傳輸

可野外連續(xù)測(cè)量

無輻射、非接觸、無破壞

不受降雪深度和地形的影響

無輻射、非接觸、無破壞、不受降雪深度和地形的影響，

可被安裝在陡峭的斜坡、茂密的森林和崎嶇不平的山地；

可野外連續(xù)自動(dòng)測(cè)定或便攜測(cè)量大面積的等效積雪深度。

操作性強(qiáng)，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，能夠在線實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

用戶定制化程度高

對(duì)于研究全球的降水降雪循環(huán)、水資源分配以及氣候變化預(yù)報(bào)具有積極意義。

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件可以通過輸入的空氣溫度、壓力、太陽活動(dòng)矯正因子等參數(shù)對(duì)快中子量進(jìn)行校正后，自動(dòng)計(jì)算出雪水當(dāng)量SWE。增加提示異常值的功能，當(dāng)土壤計(jì)算出的土壤含水量為負(fù)值時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)記，用戶可以進(jìn)行選擇性的剔除與否。以及按照目前國際上認(rèn)可體積含水量（單位m³ /m³），增加轉(zhuǎn)換選項(xiàng)，通過在方法設(shè)置選擇是否計(jì)算體積含水量，如果計(jì)算就必須手動(dòng)輸入土壤容重的參數(shù)（單位g/cm³），根據(jù)中輸入土壤容重來計(jì)算體積含水量，即原質(zhì)量含水量（kg /kg）結(jié)果乘以手動(dòng)輸入的土壤容重參數(shù)；原質(zhì)量含水量和體積含水量都將保存到計(jì)算結(jié)果中。

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當(dāng)量和雪深分析系統(tǒng)性能指標(biāo)

系統(tǒng)供電：10-16VDC；探頭供電：10-16VDC；

系統(tǒng)功耗：微功耗設(shè)計(jì)，探頭：5mA@12V；系統(tǒng)：25mA@12V；

中子探測(cè)器采用新型高效環(huán)保探測(cè)器，使用壽命長(zhǎng)，功耗低；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：CR800數(shù)據(jù)采集器4M存儲(chǔ)空間；數(shù)據(jù)接口：RS232；

采集間隔：1min～1year可選；

測(cè)量范圍：雪水當(dāng)量150-300mm；測(cè)量源區(qū)20-40ha（公頃）

測(cè)量間隔：典型1h

系統(tǒng)供電：6～26 VDC

最大量程（mm）：150-300（雪上）

雪深：60cm

系統(tǒng)耗電 ：95 mA@ 12 V

采集間隔 ：1min～1year可選

數(shù)據(jù)存儲(chǔ) ：內(nèi)部SD卡，外部可更換SD卡

測(cè)量源區(qū) ：20-40ha（雪上）

數(shù)據(jù)接口 USB，RS232

是否可林下觀測(cè): 是

影響因素：土壤水分、高大植被、太陽活動(dòng)

系統(tǒng)配置：

中子探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集器、大氣壓、濕度和溫度傳感器、太陽能供電系統(tǒng)、安裝支架、機(jī)箱、4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等；也可增加外部濕度和溫度、降雨量等傳感器等。

產(chǎn)地與廠家：中國 Eco-mind