カリフォルニア州：ウォールナット果樹園における乱流研究 強力な乱流アレイで使用されるCampbellマイクロメットセンサー

大気、陸地、植物の間でのエネルギー、水、二酸化炭素の交換を理解することは、天気、気候、農業の要素を理解するための基礎となります。樹冠内および周囲の乱流、つまり渦を研究することは、この理解を深めるのに役立ちます。

いくつかの大学と政府機関の研究者グループが樹冠乱流の研究を行い、膨大な量のデータが生成されました。このデータは、さまざまな分野での研究に十分なものとなり、この分野の知識基盤に大きく貢献しました。

この研究は、国立大気研究センター (NCAR) の地球観測研究所 (EOL) によって実施され、一連の水平アレイ乱流研究 (HATS) の 1 つです。アレイは、水平フレームに正確な間隔で取り付けられた 18 台の Campbell Scientific CSAT3 3-D ソニック風速計、Campbell KH2O クリプトン湿度計、二酸化炭素センサー、およびその他のさまざまな環境センサーで構成されています。CSAT3 は、流れの歪みを最小限に抑えるように設計された本体とフレームにより、高精度の 3 次元乱流測定を提供します。

このアレイは、海洋 (OHATS) および休耕地 (AHATS) の乱流研究、そしてこのクルミ園の研究 (CHATS) に使用されています。HATS 研究の主な目的は、乱流のラージ エディ シミュレーションで使用されるサブフィルター スケールの閉鎖モデルをテストして改善するために、小規模渦と大規模渦の相互作用を調査することです。研究者は、CHATS プロジェクトのために、水平アレイに加えて、13 台の CSAT3 風速計、6 台の KH2O 湿度計、およびその他多数のセンサーを使用して、30 メートルのタワーに垂直アレイを設置しました。

クルミ園では、アレイは最初に木に葉がない状態で乱流データを収集するために使用され、次に葉が茂っているとき、そして最後に樹冠が完全に成長したときに使用されました。アレイは、水蒸気、二酸化炭素、気温と湿度、太陽放射、葉の温度、乱流圧力の変動も測定しました。時には、同じものを測定するのに複数の種類のセンサーが使用され、研究者に比較データを提供しました。また、水平アレイを上げ下げして、樹冠内と樹冠上を測定できました。

さまざまな場所に設置され、長時間の測定を経たこれらのセンサーアレイにより、乱流と気象、気候、植物の成長のさまざまな要素を結び付ける数値ツールやモデルを確認および強化するために使用できる非常に大規模なデータセットが提供されました。