2.2　安装与运行

LAS站测量闪烁量、风速、气压、净辐射和温度值,然后对这些数据进行每10min的平均,并储存在Combilog 1020数据记录仪上。2010年8月,两套LAS系统分别安装在泾渭河流域的泾川和华县(图2-4)。渭河流域的华县站于2010年9月正式运行观测;黄土高原的径川站LAS自从2010年11月正式进行观测,观测周期为全年观察。华县和泾川的LAS站由三门峡水文水资源局负责,如图2-5和图2-6所示。有关LAS的详细技术参数请见本章附件。

图2-4　LAS站点示意图

图2-5　径川LAS发射端

图2-6　华县LAS发射端

2.2.1　设备安装

表2-1所列为两个LAS观测站的经纬度及高程。每个LAS系统由两部分组成:一个闪烁仪和一个气象站。闪烁仪测得的结构参数C2n和气象站得到的额外数据可用于确定显热通量H。数据记录仪(Combilog)将采集闪烁仪和气象站的数据。

表2-1　LAS站的坐标及海拔高度

气象站有两个电阻温度计、一个风速传感器、一个净辐射(NR-Lite)传感器和一个大气压力传感器。两个温度传感器(铂电阻温度计)分别安装在气象塔体离地1m和3m处。上、下两个温度差表示大气的稳定性,而稳定与不稳定的状态决定了不同的显热通量计算方法。LAS站所带的风速传感器安装在高于地面3m以上的气象塔上。风速用于计算式(2-9)的摩擦速度u*。风速用反射式光电脉冲组件进行测量,其误差为±0.3m/s。

NR-Lite净辐射仪带有一个向上和向下的锥形涂有黑色特氟纶涂层的感应表面,它有测量向下和向上表面短波和长波辐射热流的差值。向上表面与向下表面的感应的差值自动转换成一个输出信号。数据记录仪盒内还安装了压力传感器,用于检测大气压力,它的误差为±1h Pa。测得的大气压力用于式(2-5)中从空气折射率结构参数)导出温度结构参数)。

2.2.2　运行维护

大口径闪烁仪是精密光学仪器,为保证仪器的正常使用,应重点做好以下几点:

(1)为避免光学部件的永久损坏和腐蚀,不能直接接触LED、探测器和镜子。

(2)为避免集成电路芯片和可擦写存储器的永久损坏,工作时请注意静电。

(3)在安装和操作LAS时,应避免太阳光直接照射到发射仪和接收仪内的孔径,以防止LED和探测器的永久损坏。

(4)为有最好的信号特性,经常用水或酒精清洁发射仪和接收仪的有机玻璃窗口。

(5)清洁光学部件。经过一段时间的运行,灰尘有可能进入含光学部件(LED/探测器和镜子)的仪器前舱。清洁LAS的光学部件必须非常小心。建议使用防静电扫子清除探测器、LED或镜子上的灰尘和带压气体。请勿使用擦镜布,它们会擦掉镜子上的涂层和损坏LED和滤光器。

(6)电源。发射仪和接收仪的电源为11～15V DC,名义电压为12V DC。电子器件对高电压没有防护作用,所以当电源与LAS连接时要非常小心。使用可靠的和稳定的电源,不稳定的电压会产生高于15V DC的峰值,它会损坏电子器件和引起数据记录仪停止工作,导致通信问题和数据的永久丢失。电源线上应安装电源避雷器。

(7)极端气候条件。长期在极端气候下工作(雪、雨、沙尘暴和雷电)会引起LAS损坏。所以建议在LAS周边建造防护设施以防损坏。LAS发射仪的运行温度为-30～+50℃,接收仪的运行温度为-40～+70℃,当冬季气温预计可能达到LAS的临界温度时,应将LAS正确拆卸、擦拭保养后,存放到干燥的环境中。

(8)安装结构。经常检查LAS的安装是否牢固及对准。结构必须稳定,以避免仪器的振动和方向的偏移。