中子仪的标定观测方法

中子仪的标定观测方法周建群李素萍（郑州市气象局·４５００６１）中子仪是一种快速、精确、非破坏性且不受土壤中水份的物理状态影响的土壤水份测定工具。中子仪测定土壤湿度是目前比较先进的测量手段,是农业气象观测上将投入业务运行的新仪器。它测定湿度的基本原理是...     

中子仪测定土壤湿度田间标定方法初探

《农业气象观测规范》规定：应用中子仪测定土壤湿度前必须进行田间标定，在实践中发现其标定方法时间局限性强，工作难度大，且存在客观误差，而采用分段标定时间，改变标定地点的方法，有效地解决了上述不足。     

一种中子仪测定土壤湿度田间标定的新方法

通过试验提出一种新的中子仪田间标定方法，主要包括：一次安装、免灌水、点聚图资料筛选、对容积含水率三点平滑、容积权重平滑等，方法简单、实用、便于操作，所得标定方程精度高，结果令人满意。     

LNW—50A型中子土壤水分仪的田间标定

Ⅰ.引言河西走廊是西北地区的主要灌溉农业区,水资源十分宝贵。研究该地区水分平衡,无论对天气气候的形成,还是对水资源的工农业潜力的估算都有重要意义。蒸发是水分平衡方程的重要分量,而实际蒸发(蒸腾)量是与     

中子土壤水分仪田间标定结果

中子土壤水分仪必须在观测现场重新标定方能得到准确的测量结果。1988年在张掖曾作过一次标定，由于当时观测场地受蒸散器施工影响，标定是在观测场周围邻近田块进行的，目的主要在于检验仪器性能。结果表明国产LNW-50A型中子土壤水分仪性能良好，它的最大缺陷是不能准确测量0-30cm土壤表层的含水量。     

改善土壤浅层中子测湿精度的研究

针对中定仪测定土壤浅层水分不精确这一问题，根据田间及室内测试，进行了初步分析，试图找出中子仪测量的最佳方法。     

中子仪数据处理分析系统

针对农业气象观测站使用中子仪测定土壤湿度的有关技术问题进行了研讨，建立了仪数据处理分析系统，方便和规范了中子仪测土湿工作，并具有很强的服务功能。     

CNC503DR型中子仪土壤水分计算程序设计

根据本局工作需要，使用Delphi语言设计了处理中子仪数据程序，提高了工作时效。     

烘干法和中子仪测定土壤贮水量的对比分析

通过互助1997～2002年中子仪和烘干法测定的土壤0～50cm贮水量变化规律的对比分析得出：在同一气候背景下地形地势相同的不同地段或同一地段的不同田间工作地段测定的土壤贮水量变化特征是一致的；两种方法测定的0～50cm贮水量经过相关性检测，建立回归关系式后可相互代替应用；0～50cm土壤贮水量变化特征，中子仪测定的为上年11月～下年2月（一般为土壤封冻期）贮水量保持在25～27mm间，变化较平稳．6～7月处于谷值阶段，为24mm。3～4月初和9月处于的峰值，为28mm；烘干法测定的土壤封冻期未测定，3～4月初处于最大峰值阶段．为33mm，7月处于谷值阶段，为21mm，9月达次峰值阶段，为25mm。     

FDR自动土壤水分数据标定问题及解决方法

针对目前FDR自动土壤水分数据可用性低的实际情况,本文从FDR自动土壤水分站传感器原理出发,结合数据处理流程与方法对湖南60个站点不同层次的标定参数及部分站点的相关观测数据进行了分析,指出目前田间标定法在自然条件下几乎无法得到覆盖土壤各个湿度区间的均匀样本数据,导致二次标定参数不合理是造成FDR自动土壤水分站数据可用性差的根本原因。二次标定方程参数不合理主要表现为方程斜率过大、过小、负值3种情况,导致观测数据增幅过大、常年不变、与实际土壤湿度变化趋势完全相反等问题。最后针对该问题提出了大样本原状取土,实验室标定的解决方法,并对方法进行了初步验证,结果表明该方法能从源头上有效改善土壤水分站观测数据质量。     

陆面生态过程的一维数值模拟

建立了一个研究大气、植被、土壤相互作用的传播模式。模式是由多层大气模式、多层土壤模式和植被模式通过界面上能量、水汽传输平衡方程耦合而成。对植被和土壤的不同性质,进行了一系列的数值试验。结果表明,不同的植被覆盖以及降水等因子会对大气、植被、地表界面上能量、水汽传输以及热状态产生显著的影响。此模式还可以耦合进中尺度模式用以研究非均匀区域陆面过程和大气的相互作用。     

农田土壤湿度的人工神经网络预测诊断系统

采用人工神经网络（ＡＮＮ）方法，研制了农田土壤湿度预测，诊断分析系统，该系统根据不同的土壤湿度特点和影响因子，可自动提供时间序列拓展的人工神经网络预测模型和人工神经网络的混合预测模型进行土壤湿度的动态预测。并提供不同降水量的土壤湿水分渗透深度诊断分析，系统采用中文菜单显示的人机对话方式操作，使具有准动力学特性，多种可调参数和网络结构的ＡＮＮ方法变得简便易于操作。实际使用表明，该系统对土壤湿度的预测     

西北地区干、湿夏季的前期环流和水汽差异

用西北地区夏季 (6、7、8月) 共19个站降水量观测资料以及NCEP/ NCAR 1958~1997年再分析全球月平均网格点前期 (春季) 资料, 选取西北地区周边范围内夏季干、湿年的前期春季各个物理量场进行相关统计分析, 结果表明前期春季影响西北地区夏季干、湿的相关区域环流特征和水汽特征有显著差异。     

对T63L16所作月延伸预报准确率的评估

对国家气候中心１９９６年１－１２月和１９９７年１－８月用Ｔ６３Ｌ１６模式所做的５７次月延伸预报５００ｈＰａ高度场进行了检验评估,并对 系统性误差进行了分析和订正。同时对西北气候变化有较大影响的在循环流系统的环流特征量进行了检验,并给出了订正偏差。     

Preliminary Calibration of GPS Signals and Its Effects on Soil Moisture Estimation

In recent years, Global Navigation Satellite Systems Reflectometry (GNSS-R) is developed to estimate soil moisture content (SMC) as a new remote sensing tool. Signal error of Global Positioning System (GPS) bistatic radar is an important factor that affects the accuracy of SMC estimation. In this paper, two methods of GPS signal calibration involving both the direct and reflected signals are introduced, and a detailed explanation of the theoretical basis for such methods is given. An improved SMC estimation model utilizing calibrated GPS L-band signals is proposed, and the estimation accuracy is validated using the airborne GPS data from the Soil Moisture Experiment in 2002 (SMEX02). We choose 21 sites with soybean and corn in the Walnut Creek region of the US for validation. The sites are divided into three categories according to their vegetation cover: bare soil, mid-vegetation cover (Mid-Veg), and high-vegetation cover (High-Veg). The accuracy of SMC estimation is 11.17% for bare soil and 8.12% for Mid-Veg sites, much better than that of the traditional model. For High-Veg sites, the effect of signal attenuation due to vegetation cover is preliminarily taken into consideration and a linear model related to Normalized Difference Vegetation Indices (NDVI) is adopted to obtain a factor for rectifying the "over-calibration", and the error for High-Veg sites is finally reduced to 3.81%.     

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。     

西北地区东部春季土壤湿度变化的初步研究

利用中国西北地区东部 (包括宁夏、内蒙古西部以及甘肃、陕西两省 35°N以北地区 )农业气象站近 2 0年固定地段旬土壤湿度资料 ,对该地区春季土壤湿度的变化进行了初步分析。结果表明 ,中国西北地区东部土壤湿度的变化具有 3年左右的周期 ,而且 2 0世纪 90年代以来呈下降的趋势 ,这与该地区的降水和气温变化有关系 ;西北地区东部的土壤湿度变化对该地区群发性沙尘暴的爆发有一定影响     

中国东部前冬、春土壤湿度与夏季气候的关系

利用中国东部(100°E以东)139个站的1951~1999年逐月反演的土壤湿度资料以及160个气象台站的气温、降水资料,分析了我国东部不同区域前冬、春土壤湿度异常与夏季气候的关系。研究结果表明,黄河以南地区上年冬季土壤湿度与夏季降水存在正的相关关系,但这种滞后相关存在明显的地域差异。其中云贵高原和华中地区夏季气候对上年冬季土壤湿度响应最显著。黄河以北的华北和内蒙地区上年冬季土壤湿度与夏季降水有弱的负相关关系。除了云贵高原地区外,多数地区上年冬季土壤湿度与夏季温度存在负相关关系,其中负相关最显著的是华北地区。春季土壤湿度除与云贵高原的夏季气候关系密切外,与其他地区夏季气候的关系不显著。土壤湿度与气候的滞后相关表明土壤湿度在年际尺度上对后期气候有一定的影响。     

Trends and scales of observed soil moisture variations in China

A new soil moisture dataset from direct gravimetric measurements within the top 50-cm soil layers at 178 soil moisture stations in China covering the period 1981-1998 are used to study the long-term and seasonal trends of soil moisture variations, as well as estimate the temporal and spatial scales of soil moisture for different soil layers. Additional datasets of precipitation and temperature difference between land surface and air (TDSA) are analyzed to gain further insight into the changes of soil moisture. There are increasing trends for the top 10 cm, but decreasing trends for the top 50 cm of soil layers in most regions. Trends in precipitation appear to dominantly influence trends in soil moisture in both cases. Seasonal variation of soil moisture is mainly controlled by precipitation and evaporation, and in some regions can be affected by snow cover in winter. Timescales of soil moisture variation are roughly 1-3 months and increase with soil depth. Further influences of TDSA and precipitation on soil moisture in surface layers, rather than in deeper layers, cause this phenomenon. Seasonal variations of temporal scales for soil moisture are region-dependent and consistent in both layer depths. Spatial scales of soil moisture range from 200-600 km, with topography also having an affect on these. Spatial scales of soil moisture in plains are larger than in mountainous areas. In the former, the spatial scale of soil moisture follows the spatial patterns of precipitation and evaporation, whereas in the latter, the spatial scale is controlled by topography.