TH-CRNS1000區(qū)域雪水當量和雪深分析系統(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，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到平衡，其濃度受表層土壤濕度顯著影響。通過中子探測器，探測地表附近的快中子或慢中子數(shù)，就可以通過修正關系計算出大面積的土壤平均含水量。由于快中子與土壤水分關系對土壤化學性質(zhì)不敏感，適合用于測量土壤含水量，而慢中子適合用于測量地表積雪深度。

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當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宇宙射線強度測量雪水當量和雪深。

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

1.其較大的水平占地面積，可通過單個探針對大面積平均土壤濕度/ SW E / BW E進行量化。

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，與介質(zhì)中的原子核尤其是與其本身質(zhì)量相當?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。快中子持續(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系密切，因此，通過記錄穿透積雪的下向二級宇宙射線強度來測量雪水當量和雪深。

主要特點：

宇宙射線方法，全被動式測量

空間尺度覆蓋適中，降雪測量深度大

最小的電力需要，可太陽能驅(qū)動

數(shù)據(jù)可無線傳輸

可野外連續(xù)測量

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)自動測定或便攜測量大面積的等效積雪深度。

操作性強，強大的數(shù)據(jù)處理功能，能夠在線實時進行數(shù)據(jù)處理

用戶定制化程度高

對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報具有積極意義。

TH-CRNS1000區(qū)域雪水當量和雪深分析系統(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、太陽活動矯正因子等參數(shù)對快中子量進行校正后，自動計算出雪水當量SWE。增加提示異常值的功能，當土壤計算出的土壤含水量為負值時，進行數(shù)據(jù)標記，用戶可以進行選擇性的剔除與否。以及按照目前國際上認可體積含水量（單位m³ /m³），增加轉換選項，通過在方法設置選擇是否計算體積含水量，如果計算就必須手動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算體積含水量，即原質(zhì)量含水量（kg /kg）結果乘以手動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算結果中。

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

系統(tǒng)供電：10-16VDC；探頭供電：10-16VDC；

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

中子探測器采用新型高效環(huán)保探測器，使用壽命長，功耗低；

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

采集間隔：1min～1year可選；

測量范圍：雪水當量150-300mm；測量源區(qū)20-40ha（公頃）

測量間隔：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 ：內(nèi)部SD卡，外部可更換SD卡

測量源區(qū) ：20-40ha（雪上）

數(shù)據(jù)接口 USB，RS232

是否可林下觀測: 是

影響因素：土壤水分、高大植被、太陽活動

系統(tǒng)配置：

中子探測器、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、機箱、4G無線網(wǎng)絡傳輸模塊等；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