생태 분야 연구에서 공기 온도 센서는 소형 저가 방사선 방패의 건설

Adam J. Terando; Sara G. Prado; Elsa Youngsteadt

doi:10.3791/58273

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Method Article

생태 분야 연구에서 공기 온도 센서는 소형 저가 방사선 방패의 건설

DOI:

10.3791/58273

⸱

November 6th, 2018

Adam J. Terando¹^,², Sara G. Prado², Elsa Youngsteadt³

¹U.S. Geological Survey, Southeast Climate Adaptation Science Center, ²Department of Applied Ecology, NC State University, ³Department of Entomology and Plant Pathology, NC State University

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요약

소형, 저가 환경 센서의 등장과 함께 하이퍼 지역화 된 온도 변화를 측정 하는 센서의 고밀도 네트워크 배포 수는 지금. 여기, 우리는 저렴 한 thermochrons와 함께 사용 하기 위해 앞에서 설명한 사용자 정의 조작 방사선 방패의 소형 버전을 건설 하기를 위한 상세한 방법론을 제공 합니다.

초록

저가 온도 센서는 기후 변화를 평가 하 고 생태 관련 비늘에 변경 하 생태학에 의해 점점 사용 된다. 비록 적절 한 태양 방사선 차폐와 함께 배포 되지 않은 경우에, 비용 효율적인 편견 및 부정확이 센서에서 기록 하는 관찰 될 것입니다. 제조 방사선 방어막이이 바이어스를 최소화에 효과적입니다 하지만 비싼에 비해 이러한 센서의 비용. 여기, 우리 방패 크기 또는 건설 비용을 최소화 하기 위해 시도 하는 다른 게시 된 차폐 방법 보다 더 정확 하 게는 앞에서 설명한 사용자 지정 조작된 방사선 방패의 소형 버전을 건설 하기 위한 구체적인된 방법론을 제공 합니다. 방법이 필요로 아주 작은 물자: 플라스틱 시트, 알루미늄 호 일 덕트 테이프와 케이블 골. 한 15 cm 및 물결 모양된 플라스틱의 두 10 cm 정사각형 각 방패 사용 됩니다. 절단 하 고, 득점 하 고 녹화 한 장의 스테이플링, 후 10cm 사각형 태양 방사선의 2 개의 층 방패, 15 cm 광장 상위 층을 형성 하는 동안 바닥을 형성 한다. 3 시트 케이블 함께 개최 됩니다. 이 소형 태양 방사선 방패, 또는 어떤 평평한 표면에 대 한 배치 될 수 있습니다. 주의 방패 센서에 도달에서 직접적인 태양 복사를 방지 하기 위해 접지를 완전히 병렬, 아침 및 오후 원래, 더 큰 상대에 태양 노출 사이트에 따뜻한 편견을 증가 가능성이 발생 하도록 해야 합니다. 디자인입니다. 그럼에도 불구 하 고, 작은, 소형 방패 디자인 및 원래 디자인 간의 기록 된 온도 차이 했다 작은 (주간 바이어스 의미 = 0.06 ° C). 건설 비용은 원래 방패 디자인, 그리고 많은 필드 생태 설정에서 유리할 수 있습니다 덜 눈에 띄는 악기에 새로운 디자인 결과의 절반입니다.

서문

Anthropogenic 지구 온난화에 비추어 다양 한 설정 이해 하 고 기후 생태 응답 변경¹^,²^,³예측에서 공기 온도 기록에 관심을 증가 되었습니다. 소형, 저가 환경 데이터 레코더 (데이터로 거, thermochrons, 또는 hygrochrons 라고도 함)의 도래와 함께 그것은 이제 하이퍼 지역화 된 온도 변화를 측정 하는 센서의 고밀도 네트워크를 배포할 수 증가 생태학 직접 주변 환경 조건 유기 체 및 생태계 연구 경험을 관찰 하는 능력. 잘 보정 하 고 엄격 하 게 테스트, 기존에 비해-하지만 띄엄띄엄 분산-영구 날씨 방송국, 같은 네트워크 현재 기회 생태학 관련 비늘에 기후 변화를 평가 하지만 정확도 또는 comparability을 줄일 수 있습니다 연구 중 일관성 또는 부적절 하 게 배포.

표면 근처 공기 온도 센서는 일반적으로 잘못 따뜻한 측정 결과 센서 소자의 직접가 열을 방지 하기 위해 차폐 하는 태양 복사의 일종이 필요 합니다. 센서 바이어스를 제한 하는 일반적인 방법 포함: 음영⁴, 2) 바이어스 보정 및 센서 교정⁵ 파생 수정 센서의 열적 특성 및 3)의 사용에 따라 그루 1) 같은 사용 하 여 기존 환경 기능 제조 또는 조립 하는 사용자 정의 방패⁶^,⁷. 많은 연구 자들은 저렴 하 고 쉽게 배포 및 필요성 어디 환경 조건 자연 스러운 음영을 제공 하지 않는 경우에 사용자 정의 조작된 방패를 사용 하 여 선택 합니다. 그러나, 생태 문학 검토 표시 사용자 정의 조작된 방패의 디자인 연구, 중 넓게 변화 하 고 개별 디자인 거의 정확도 테스트 하는. 안 된 방패 재료와 즉시 센서, 센서, 태양 방사선의 직접 흡수 또는 모두 최고의 최대 3 °의 평균 편견을 둘러싼 공기 분자의 추가적인 난방을 일으키는 원인이 되는 디자인의 가난한 선택에 감염 될 수 있습니다. C⁷. 다른 한편으로, 간단 하 고 비용 효율적인 디자인⁶^,⁷ 센서 (바이어스 1 ° C 이하의) 차폐에 매우 효과적 이며 상업적으로 제조 방사선 방패에 비해.

여기, 우리는 저렴 한 thermochron 온도 센서와 함께 사용 하기 위해 이전 평가 사용자 정의 조작된 방사선 방패⁷ 구성에 대 한 상세한 방법론을 제공 합니다. 방패 디자인은 이전 설명 하 고⁶을 설정 하는 오픈 Ponderosa 소나무 숲에서 테스트의 수정 이다. 여러 사용자 정의 조작 방패 디자인의 최근 테스트에서이 테스트 이며 방패 작은 thermochrons⁷, 쌍이 될 때 낮은 편견 가져왔지만 우리가 그것을 발견 하는 복잡 하 고 너무 눈에 띄는 분야에서 배포 하. 여기에 제안 된 디자인 프로토콜 50% 방사선 방패의 크기를 줄일 수 있습니다. 크기에 이러한 감소는 여러 가지 혜택: 1) 그것은 덜 눈에 띄는 하 고 따라서 덜 변조에 취약, 2) 그것은 더 feasibly 공간이 제한 되어 다양 한 생태 설정에에서 사용할 수 있습니다 (예를 들어, 작은 도시 거리 나무에), 3) it 다른 게시 방패 크기 또는 건설 비용⁷및 4를 최소화 하려고 차폐 방법 보다 더 정확 하 게는) 요구 되는 건설 물자의 감소 된 수량에 따라 원래, 더 큰 디자인 보다 덜 비싸요. 건설 방법 설명, 후 우리는 센서 정확도 높은 아래로 태양 복사 조건 하에서 실시 필드 시험에서 결과 사용 하 여 원래 방패 디자인 기준에 크기 감소의 효과 탐험.