OMS雙波長閃爍儀應(yīng)用技術(shù)

雙波長法即紅外微波閃爍儀交互測量系統(tǒng)（OMS）

該系統(tǒng)的核心特點(diǎn)在于：其測量所得的通量是整個光程路徑上所有湍流渦旋在空間與時間維度的綜合平均。

OMS系統(tǒng)由大孔徑閃爍儀（LAS）和微波閃爍儀（MWS）兩個分系統(tǒng)構(gòu)成，每個分系統(tǒng)均包含發(fā)射端與接收端。發(fā)射端發(fā)射特定波長的光波，光波在傳播過程中受大氣湍流影響，會引發(fā)光信號強(qiáng)度波動；接收端則通過捕捉光強(qiáng)變化，精準(zhǔn)測算出空氣折射指數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)（Cn2）。

感熱通量H和潛熱通量LE

根據(jù)空氣折射指數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)，并結(jié)合莫寧-奧布霍夫相似理論（MOST）與相關(guān)氣象數(shù)據(jù)，計算得到大尺度區(qū)域上的平均地表熱通量，即通過大孔徑閃爍儀-微波閃爍儀系統(tǒng)，直接計算得出感熱通量H(由于湍流運(yùn)動從地面向大氣傳輸?shù)臒崃客?和潛熱通量LE(由于水汽相變向大氣傳輸?shù)臒崃客?。

LAS 大孔徑閃爍儀參數(shù)

LAS 大孔徑閃爍儀發(fā)射波長為近紅外波段，通過紅外光束在最長達(dá) 4.5 公里的路徑上傳輸，捕捉湍流大氣中折射率的波動信號。其核心原理是利用光束傳輸過程中的強(qiáng)度閃爍特性，反演大氣邊界層的湍流參數(shù)，進(jìn)而計算與能量平衡相關(guān)的關(guān)鍵通量數(shù)據(jù)。

通量和蒸散的連續(xù)測量

測量大氣折射率和Cn2，可直接測量感熱通量（H）

氣象傳感器套件、凈輻射傳感器、土壤熱通量傳感器等，可組成LAS MkⅡET（Evapo-Transpiration）蒸散系統(tǒng)：同時測量風(fēng)速、溫度和大氣壓力，從而計算感熱通量和蒸騰量，可用于水文監(jiān)測、衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)地面驗(yàn)證、湍流特性、邊界層能量平衡研究；

測量潛熱通量（LvE）

氣象站設(shè)備：同時測量風(fēng)速、溫度和大氣壓力值等；

可直接測量感熱通量（H）以及蒸散（潛熱通量，LvE）;

WXT530自動氣象站：測量蒸散和感熱通量（氣象數(shù)據(jù)采用測量值，直接測量感熱和潛熱通量），測量參數(shù)可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、氣象、水文、天氣預(yù)報、能量平衡等領(lǐng)域。

應(yīng)用與研究方向

應(yīng)用方向：較均勻下墊面的應(yīng)用

                  復(fù)雜下墊面的應(yīng)用

                  城市地區(qū)的應(yīng)用

                  遙感模式的地面“真值"及在大氣模式中的應(yīng)用

研究方向：空氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)

                  均勻/非均勻下墊面上測量感熱和潛熱湍流通量的應(yīng)用

                  與EC系統(tǒng)的對比

                  LAS研究區(qū)域的代表性問題

                  大孔徑閃爍儀在模型計算結(jié)果驗(yàn)證中的應(yīng)用

                  驗(yàn)證衛(wèi)星遙感模型計算區(qū)域蒸散量

                  驗(yàn)證遙感能量平衡算法等

總結(jié)

當(dāng)前可用的面積平均通量觀測方法，包括以渦動相關(guān)方法為主的多點(diǎn)微氣象觀測、飛機(jī)觀測、衛(wèi)星和地面遙感等5種。相對于以上四種方法，“光閃爍方法"應(yīng)當(dāng)是當(dāng)前最為可行的、可以大到 10 km尺度的面積平均通量觀測方法。特別是，它可以應(yīng)用于復(fù)雜下墊面包括山谷地區(qū)和城市等，在評估具有大空間覆蓋的遙感通量方面具有主要優(yōu)勢。

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