多要素氣象站ClimaVUe50簡(jiǎn)介 

     盡管空氣溫度看起來很簡(jiǎn)單，但它是最難準(zhǔn)確測(cè)量的環(huán)境參數(shù)之一。 當(dāng)前的做法是將空氣溫度傳感器安裝在被動(dòng)通風(fēng)或主動(dòng)吸氣的輻射防護(hù)罩中。 由于設(shè)計(jì)限制，ClimaVUE50 多合一天氣傳感器中的氣溫傳感器無法屏蔽太陽輻射。 然而，由于 ClimaVUE 50 測(cè)量風(fēng)速和太陽輻射，這是影響氣溫測(cè)量精度的主要因素，因此可以進(jìn)行校正。

     ClimaVUE 50多要素一體式氣象站 測(cè)量風(fēng)速和太陽輻射，并在簡(jiǎn)單的能量平衡計(jì)算中使用這些測(cè)量值來校正 Tair 測(cè)量值。 校正后，誤差降至<0.5°C，比常用的被動(dòng)通風(fēng)輻射防護(hù)罩具有更好的準(zhǔn)確性。

    多要素一體式氣象站ClimaVUE 50 上的空氣溫度傳感器部分暴露在太陽輻射下，這可能會(huì)導(dǎo)致較大的空氣溫度 (Tair) 誤差。 與在的吸氣式輻射屏蔽中進(jìn)行的測(cè)量相比，未校正的測(cè)量顯示誤差范圍為 3°C。

ClimaVUe50 校正理論

按照下面的公式對(duì)溫度計(jì)的能量平衡進(jìn)行重新計(jì)算，以糾正由于太陽輻射引起的誤差。

αs = 溫度傳感器對(duì)太陽輻射的吸收率 (無單位量綱)

St = 總?cè)肷涠滩ㄝ椛?nbsp;(W m-2)

cp = 空氣比熱 (J mol-1 C-1)

k = 描述邊界層熱導(dǎo)的常數(shù) 

u = 風(fēng)速 (m s-1)

d = 溫度傳感器的特性尺寸 (m)

實(shí)驗(yàn) 對(duì)比

選擇 Apogee TS-100 吸氣式空氣溫度傳感器作為 Tair 的參考標(biāo)準(zhǔn)。 ClimaVUE 50 和 Davis 儀器空氣溫度傳感器位于非吸氣式百葉窗輻射防護(hù)罩中，與 TS-100 位于同一位置。 包括一個(gè)戴維斯傳感器和輻射屏蔽，以將 ClimaVUE 50 的性能與典型的 Tair 測(cè)量進(jìn)行比較。 5 分鐘平均數(shù)據(jù)是在 2015 年夏末多云條件下的 5 天時(shí)間段內(nèi)獲取的。公式 1 中的 αs 和 k 用作擬合參數(shù)，以限度地減少 ClimaVUE 50 校正的 Tair 誤差。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

簡(jiǎn)單的能量平衡方法可以很好地校正部分暴露的輻射傳感器的空氣溫度。（如下圖所示）

如上圖：兩個(gè)空氣溫度傳感器的測(cè)量環(huán)境條件和空氣溫度誤差（T測(cè)量值-TTS-100）分析

ClimaVUE™50使用了自身測(cè)量的風(fēng)速和太陽輻射來校正其非屏蔽空氣溫度，其誤差在95%置信水平下小于±0.5°C。這優(yōu)于典型的輻射罩下測(cè)量的空氣溫度，誤差±0.7℃（如下圖）。