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死亡谷極度高溫的測量及不確定分析

來源:公司新聞    更新時間:2022-07-01    瀏覽:588次

背景介紹

◆在2020年8月和2021年7月,美國國家氣象局(National Weather Service, NWS)氣象站報告了死亡谷國家公園130°F(55.4℃)的高溫數據。

◆這一數據若證明屬實,將創造野外自動測量的高溫記錄。

◆該站使用的溫度和相對濕度傳感器是來自Campbell Scientific的CS215,安裝于被動防輻射罩(見參考1)中。

◆國家氣象局(NWS)、國家公園管理局(National Park Service, NPS)和Campbell Scientific(CS)等合作,于2021年5月在原氣象站附近安裝了一套帶有多個傳感器的附加氣象站,開展比對測試。


設備介紹

◆安裝于NWS氣象站(圖1)的溫度傳感器包括:

     ●熱敏電阻珠,安裝于吸氣式防輻射罩中。

     ●109溫度傳感器,安裝于被動防輻射罩中。

     ●HygroVUE5溫度及相對濕度傳感器(2個):一個安裝于吸氣式防輻射罩中,另一個安裝于被動防輻射罩中。

◆表1(見下文)列出了各溫度傳感器的主要技術參數。

◆該氣象站包含1個太陽輻射表(CS320)和超聲風傳感器(ClimaVUE50一體式傳感器)。

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圖1


表1 各溫度傳感器的主要技術參數

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表2 各種傳感器在2021年5月至11月的比較匯總。其中HV5=HygroVUE™5,p=被動防輻射罩,a=吸氣式防輻射罩,Beads=熱敏電阻珠的平均值

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數據處理及其結果

◆CS215和HygroVUE™5的測量周期較長(表1),至少需要6~7分鐘的平衡時間才能達到95%的步長變化;

◆所有傳感器均測量出了2021年7月9日下午的氣溫峰值;

◆由于吸氣式防輻射罩的作用,兩個HygroVUE™5傳感器的測量數據存在差異,這與預期結果一致(表2);

◆吸氣式防輻射罩內的HygroVUE™5的測量值與熱敏電阻珠的測量值一致性較好(表2)。


總結與要點

◆在不同種類的溫度傳感器的比較過程中,測量周期是應該考慮的因素;

◆此次對比過程僅考慮了傳感器本身性能和防輻射罩的作用,尚有許多其他不確定性因素有待分析;

◆這種情況下的溫度數據該如何記錄?應該以瞬時值、滑動平均或平均值為準?雖然WMO2給出了基于傳感器測量周期的測量間隔指導,但針對此情況,仍沒有明確的解決方案,需待進一步探索。


參考

1.But it is a Dry Heat… like a Furnace. Blog article.

http://www.campbellsci.com/blog/death-valley-collaboration.

2.DIMO Guide8.

http://community.wmo.int/activity-areas/imop/cimo-guide.

3.HygroVUE™5 Digital Temperature and Relative Humidity Sensor.

https://www.campbellsci.com/hygrovue5.

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