DZN3型土壤水分自动站测墒质量分析

对2011年3-7月28次DZN3型土壤水分自动站与人工土壤相对湿度观测资料进行质量对比分析,结果显示:自动站观测数据与人工观测数据相比普遍偏小,30 cm土层数据偏差最小,20、40、50 cm土层次之,10、60、80、100 cm土层偏差较大;10、20、80、100 cm 4个土层自动站相对湿度演变趋势与人工测值较为接近,相关性较好;自动站土壤水分传感器对土壤水分变化敏感程度较低,其相同土层土壤相对湿度波动振幅小.分析结果可为评估DZN3型土壤水分自动站的监测能力及监测数据订正与应用服务提供客观依据.     

影响土壤水分观测精确度的原因及观测注意事项探讨

该文利用汇川基本气象站的人工、自动土壤水分观测资料,通过对人工、自动土壤水分观测方法及资料的对比分析,得出可能影响土壤水分观测精确度的原因及观测注意事项。对提高土壤水分观测质量及土壤水分自动站的推广和应用有一定的指导意义。     

自动土壤水分观测准确性研究

从理论上分析自动土壤水分观测与人工取土土壤水分观测存在误差的原因及修正办法,为自动土壤水分观测资料的应用提供一种指导方法。     

人工站与自动站测墒差异及原因分析

用铜川气象站2008年9月—2009年8月人工测墒结果和河南产GStar-自动土壤水分探测仪测定结果对比分析,发现人工测墒与自动测墒结果各层次在秋季表现为正差值,春季正负差值均有,规律不明显,夏季表现为负差值,平均绝对差值在15%~20%之间;秋季0~20 cm差值比较接近,40~50 cm差值有增加趋势,夏季差值随深度有减小趋势;人工与自动测墒差值绝对值在0%~20%之间概率为54%~66%,〉30%概率在11%~14%。应重视自动测墒仪器的校对、订正,为干旱服务提供更科学的基础数据。     

两种土壤水分监测仪测墒精度的比较

对江苏省无线电研究所生产的TDR型土壤水分监测仪、中电集团27所和河南省气象科学研究所研制的FDR型土壤水分监测仪监测结果同烘干称重结果进行对比分析,结果表明:TDR、FDR都具有快速、方便、不扰动土壤的优点;但TDR测量的精度受限于测量时间t,投入试运行以来未经订正,误差较大;FDR能获得土壤水分的连续曲线,校正简单,订正后测量精度明显提高。     

两种土壤水分监测仪测墒精度的比较

对江苏省无线电研究所生产的TDR型土壤水分监测仪、中电集团27所和河南省气象科学研究所研制的FDR型土壤水分监测仪监测结果同烘干称重结果进行对比分析，结果表明：TDR、FDR都具有快速、方便、不扰动土壤的优点；但TDR测量的精度受限于测量时间t，投入试运行以来未经订正，误差较大；FDR能获得土壤水分的连续曲线，校正简单，订正后测量精度明显提高。     

封冻期测墒取土小谈

各台站农气人员要在每年2月28日开始测量土壤墒情.时值大地封冻,用土钻取土是件不容易的事.10厘米以上,由于土壤水分少,冻结得不坚硬,尚易钻;而10厘米以下由于水分增多,冻结得就比较坚硬.10厘米以下钻土,一个青年男子每钻10厘米要用20分钟以上;体质差的人,需要的时间就更长.     

土壤水分自动监测站简介

过去称重法观测土壤水分的方法，因其操作繁琐、无法快速取得测量数据而影响到高时空密度的测量。现在土壤水分自动测量设备将在各台站安装使用，这类新型土壤水分观测仪器能对土壤水分进行自动连接测量，即时获取土壤水分数据。     

自动土壤水分观测站业务化检验分析

土壤水分监测对农业生产和科学研究都具有重要意义,自动土壤水分观测数据得到了广泛应用,实现了土壤水分的自动监测。通过对天津新建DZN3型自动土壤水分观测站业务化检验过程进行介绍,分析了自动观测数据的到报率和土壤常数的测定,并对人工与自动观测数据做了详细的对比分析,通过两个实例分析了对比检验的方法,确定了能够业务化运行的自动土壤水分观测站,分析了站点未通过检验的原因,并对重新进行业务化检验的站点和日常维护提出了建议,介绍的方法为今后开展相关业务化检验奠定了基础。     

FDR土壤水分传感器原状土壤标定方法研究

为获得测站准确的土壤水分传感器标定参数,利用自动土壤水分站点的大型原状土壤为样本,在实验室同时进行人工称重观测和仪器自动对比观测,得到一系列的人工自动测量数据,以人工称重数据为准对自动土壤水分传感器进行订正。由于采用原状土壤,样本土壤的质地、密度、土壤颗粒和结合紧密度基本没有受到破坏,订正后的自动土壤体积含水量值能更加真实反映台站实际土壤墒情,能够修订人工对比观测期间由于样本空间不足导致的不合理的田间标定方程。     

多种土壤湿度资料在中国地区的对比分析

利用1992—2012年中国区域土壤湿度观测资料对目前使用较为广泛的5套土壤湿度资料(ERA-Interim、NCEP再分析资料、GLDAS同化资料、CPC模式资料和AMSR-E卫星反演资料)的适用性进行检验,分析5套资料对中国区域土壤湿度的时空分布特征和变化趋势的描述能力。结果表明:5套资料都能大体反映暖季中国区域土壤湿度东南湿、西北干,自东南向西北递减的分布格局以及西北干旱区和半干旱区变湿、长江流域部分地方变干的变化趋势,其中CPC资料最接近观测事实,并能较好地表现局地特征;在描述土壤湿度的季节变化和年际变化方面,GLDAS和NCEP资料与观测数据的相关性较好,能较好反映土壤湿度的时间演变特征。进一步利用检验效果较好的GLDAS、NCEP和CPC资料分别对中国区域土壤湿度时间和空间的长期变化趋势分析发现:中国区域标准化年平均土壤湿度在1948—1996年处在相对湿润期,而1996—2012年处在相对干旱期;中国区域年平均土壤湿度的空间变化特征是东部变干、西部变湿,自东北、华北至西南呈现一个干旱化带。     

结露时间与浅层土壤湿度相关特征

天气现象自动化观测系统,通过图像自动化识别技术,能自动观测地表结露天气现象,并能记录结露发生的时间。北京市平谷气象站安装了土壤湿度仪和天气现象自动化观测系统,通过统计分析平谷气象站2011年4—9月天气现象自动化观测系统得到的结露时间资料与浅层土壤湿度资料,得到结露时间与土壤湿度具有一定的相关关系,即0~10cm层土壤湿度越大结露时间越早。相反,0~10cm土壤湿度越小,结露时间越晚,当0~10cm土壤湿度小于一定值后就不发生结露现象。为了进一步验证结露时间与土壤湿度具有一定的相关关系,分析了北京市怀柔、门头沟、朝阳、大兴和延庆等站结露时间与降水后日数的关系。     

基于Excel的土壤墒情计算系统

根据<农业气象观测规范--土壤水分测定分册>的有关规定,利用Excel强大的函数、公式计算以及统计功能,编制了土壤墒情计算系统,对逢八和逢三测墒的计算过程进行了详细阐述,并根据农业气象土壤测墒工作的需要,在系统中可任意增减观测表,在同工作表中也可以任意插入或删除单元格,其计算结果不会受到任何影响,使土壤墒情观测工作中涉及到的大量计算得到了自动化处理.     

试用极轨气象卫星遥感监测土壤墒情

讨论了用极轨气象卫星资料监测表层土壤湿度的方法。在建立土壤湿度与卫星遥感资料的关系时，为了消除土壤条件的影响，把全省分为４个区域来研究。考虑了气候条件，植被状况不同的影响，并给出了简单的订正方法，同时也给出了卫星资料的重新地理校正，资料的输出及存储方法等。     

On Transpiration and Soil Moisture Content Sensitivity to Soil Hydrophysical Data

Sensitivity of evapotranspiration E and root zone soil moisture content θ to the parameterization of soil water retention Ψ(θ) and soil water conductivity K(Ψ), as well as to the definition of field capacity soil moisture content, is investigated by comparing Psi1-PMSURF and Theta-PMSURF models. The core of PMSURF (Penman–Monteith Surface Fluxes) consists of a 3-layer soil moisture prediction module based on Richard’s equation in combination with the Penman–Monteith concept for estimating turbulent heat fluxes. Psi1- PMSURF and Theta-PMSURF differ only in the parameterization of the moisture availability function F_ma. In Psi1,F_ma is parameterized by using Ψ(θ) and K(Ψ) hydrophysical functions; in Theta, F_ma is parameterized by using hydrophysical parameters: the field capacity θ_f and wilting point θ_w soil moisture contents. Both Psi1 and Theta are based on using soil hydrophysical data, that is, there is no conceptual difference between them in the parameterization of E even if in Psi1F_ma depends on 12 parameters, while in Theta only on two soil/vegetation parameters. Sensitivity tests are performed using the Cabauw dataset. Three soil datasets are used: the vG (van Genuchten), CH/vG (Clapp and Hornberger/van Genuchten) and CH/PILPS (Clapp and Hornberger/Project for Intercomparison of Land-surface Parameterization Schemes) datasets. The vG dataset is used in van Genuchten’s parameterization, while in Clapp and Hornberger’s the CH/vG and CH/PILPS datasets are used. It is found that the consistency of soil hydrophysical data in the simulation of transpiration is quite important. The annual sum of E obtained by Psi1E^Psi1, differs from the annual sum of E obtained by Theta, E^Theta, because of the inconsistency between the fitting parameters of Ψ(θ) and K(Ψ) and the θ_f, and not because of the differencies in the parameterization of F_ma. Further, θ_f can be estimated not only on the basis of using soil hydrophysical functions (the θ_f so obtained is θ^Soil_f) but also on the basis of analysing the transpiration process (the θ_fso obtained is θ^tr_f). θ^tr_f values estimated from the condition E^Theta ≈ E^Psi1 are in acceptable accordance with the θ^Soil_f values proposed by Wösten and co-workers. The results are useful in optimizing the parameterization of transpiration in land-surface schemes.     

HYA-SF土壤水分自动监测站与土钻法测定土壤水分对比分析

通过对吐鲁番农业气象试验站2006年3月～11月HYA-SF土壤水分自动监测站和土钻法测定的土壤水分资料进行对比和相关分析,结果表明：两种土壤水分在垂直动态分布上较为一致,在时间动态变化上,受5cm～80cm月平均地温的影响;5cm～50cm土壤水分在5cm-80cm月平均地温≥25．0℃时,在不同的水平信度上具有较好的相关性。     

土壤水分测量方法适用性综述

土壤水分是研究土体工程学、农学、地质学、生态学、生物学和水文学等特性的重要参数。不论实验室测量还是现场测量,目前土壤水分的测量方法对不同特性的土壤和不同类型水分含量的适用性仍存在争议。本文对目前已经存在的和新兴的土壤水分观测方法及其优缺点进行归纳,综合评述这些测量方法存在的局限性和特性参数对土壤水分测量的影响。同时,着眼于我国气象部门采用频域反射法原理研制的DZN1、DZN2和DZN3三个型号设备,自2009年开展全国土壤水分自动化观测业务以来,设备运行稳定,测量精度和数据质量基本满足业务与服务需求。最后,本文结合我国观测业务现状,分别为业务建设和精确测量土壤水分提出了参考建议。