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黑河生态水文遥感试验:水文气象观测网数据集(阿柔超级站气象要素梯度观测系统-2016)

该数据集包含了2016年1月1日至2016年12月31日黑河水文气象观测网上游阿柔超级站气象要素梯度观测系统数据。站点位于青海省祁连县阿柔乡草达坂村,下垫面是高寒草地。观测点的经纬度是100.4643E,38.0473N,海拔3033m。空气温度、相对湿度、风速传感器分别架设在1m、2m、5m、10m、15m、25m处,共6层,朝向正北;风向传感器架设在10m处,朝向正北;气压计安装在2m处;翻斗式雨量计安装在阿柔超级站40m观测塔上;四分量辐射仪安装在5m处,朝向正南;两个红外温度计安装在5m处,朝向正南,探头朝向是垂直向下;光合有效辐射仪安装在5m处,朝向正南,探头朝向是垂直向上;土壤部分传感器埋设在塔体正南方向2m处,其中土壤热流板(自校正式)(3块)均埋设在地下6cm处;平均土壤温度传感器TCAV埋设在地下2cm、4cm处;土壤温度探头埋设在地表0cm和地下2cm、4cm、6cm、10cm、15cm、20cm、30cm、40cm、60cm、80cm、120cm、160cm、200cm、240cm、280cm、320cm处,其中4cm和10cm这两层有三个重复;土壤水分传感器分别埋设在地下2cm、4cm、6cm、10cm、15cm、20cm、30cm、40cm、60cm、80cm、120cm、160cm、200cm、240cm、280cm、320cm处,其中4cm和10cm这两层有三个重复。 观测项目有:风速(WS_1m、WS_2m、WS_5m、WS_10m、WS_15m、WS_25m)(单位:米/秒)、风向(WD_10m)(单位:度)、空气温湿度(Ta_1m、Ta_2m、Ta_5m、Ta_10m、Ta_15m、Ta_25m和RH_1m、RH_2m、RH_5m、RH_10m、RH_15m、RH_25m)(单位:摄氏度、百分比)、气压(Press)(单位:百帕)、降水量(Rain)(单位:毫米)、四分量辐射(DR、UR、DLR_Cor、ULR_Cor、Rn)(单位:瓦/平方米)、地表辐射温度(IRT_1、IRT_2)(单位:摄氏度)、光合有效辐射(PAR)(单位:微摩尔/平方米秒)、平均土壤温度(TCAV)(单位:摄氏度)、土壤热通量(Gs_1、Gs_2、Gs_3)(单位:瓦/平方米)、土壤水分(Ms_2cm、Ms_4cm_1、Ms_4cm_2、Ms_4cm_3、Ms_6cm、Ms_10cm_1、Ms_10cm_2、Ms_10cm_3、Ms_15cm、Ms_20cm、Ms_30cm、Ms_40cm、Ms_60cm、Ms_80cm、Ms_120cm、Ms_160cm Ms_200cm、Ms_240cm、Ms_280cm、Ms_320cm)(单位:体积含水量,百分比)、土壤温度(Ts_0cm、Ts_2cm、Ts_4cm_1、Ts_4cm_2、Ts_4cm_3、Ts_6cm、Ts_10cm_1、Ts_10cm_2、Ts_10cm_3、Ts_15cm、Ts_20cm、Ts_30cm、Ts_40cm、Ts_60cm、Ts_80cm、Ts_120cm、Ts_160cm Ts_200cm、Ts_240cm、Ts_280cm、Ts_320cm)(单位:摄氏度)。 观测数据的处理与质量控制:(1)确保每天144个数据(每10min),若出现数据的缺失,则由-6999标示;土壤热通量G1在2016.12.8-12.16之间传感器问题,数据缺失;(2)剔除有重复记录的时刻;(3)删除了明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(4)数据中以红字标示的部分为有疑问的数据;(5)日期和时间的格式统一,并且日期、时间在同一列。如,时间为:2016-6-10 10:30;(6)命名规则为:AWS+站点名称。 水文气象网或站点信息请参考Liu et al. (2018),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。

2017-12-17

黑河生态水文遥感试验:水文气象观测网数据集(荒漠站涡动相关仪-2016)

该数据集包含了2016年1月1日至2016年12月31日的黑河水文气象观测网下游荒漠站的涡动相关仪观测数据。站点位于内蒙古额济纳旗,下垫面是荒漠。观测点的经纬度是100.9872E, 42.1135N,海拔1054m。涡动相关仪的架高4.7m,采样频率是10Hz,超声朝向是正北向,超声风速温度仪(CSAT3)与CO2/H2O分析仪(Li7500)之间的距离是15cm。 涡动相关仪的原始观测数据为10Hz,发布的数据是采用Eddypro软件处理的30分钟数据,其处理的主要步骤包括:野点值剔除,延迟时间校正,坐标旋转(二次坐标旋转),频率响应修正,超声虚温修正和密度(WPL)修正等。同时对各通量值进行质量评价,主要是大气平稳性(Δst)和湍流相似性特征(ITC)的检验。对Eddypro软件输出的30min通量值也进行了筛选:(1)剔除仪器出错时的数据;(2)剔除降水前后1h的数据;(3)剔除10Hz原始数据中每30min内缺失率大于10%的数据;(4)剔除夜间弱湍流的观测数据(u*小于0.1m/s)。观测数据的平均周期为30分钟,一天48个数据,缺失数据标记为-6999。涡动相关仪的Li7500在4月21-22日标定,数据缺失。因仪器漂移等原因引起的可疑数据用红色字体标识。 发布的观测数据包括:日期/时间Date/Time,风向Wdir(°),水平风速Wnd(m/s),侧向风速标准差Std_Uy(m/s),超声虚温Tv(℃),水汽密度H2O(g/m3),二氧化碳浓度CO2(mg/m3),摩擦速度Ustar(m/s),奥布霍夫长度L(m),感热通量Hs(W/m2),潜热通量LE(W/m2),二氧化碳通量Fc(mg/(m2s)),感热通量的质量标识QA_Hs,潜热通量的质量标识QA_LE,二氧化碳通量的质量标识QA_Fc。感热、潜热、二氧化碳通量的质量标识分为三级(质量标识0:(Δst <30, ITC<30); 1: (Δst <100, ITC<100); 其余为2)。数据时间的含义,如0:30代表0:00-0:30的平均;数据以*.xls格式存储。 水文气象网或站点信息请参考Li et al. (2013),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。

2017-12-16

黑河生态水文遥感试验:水文气象观测网数据集(张掖湿地站涡动相关仪-2016)

该数据集包含了2016年3月18日至2016年12月31日的黑河水文气象观测网中游张掖湿地站的涡动相关仪观测数据。站点位于甘肃省张掖市,下垫面是湿地。观测点的经纬度是100.44640E, 38.97514N,海拔1460.00m。涡动相关仪的架高5.2m,采样频率是10Hz,超声朝向是正北向,超声风速温度仪(Gill)与CO2/H2O分析仪(Li7500A)之间的距离是25cm。 涡动相关仪的原始观测数据为10Hz,发布的数据是采用Eddypro软件处理的30分钟数据,其处理的主要步骤包括:野点值剔除,延迟时间校正,角度订正,坐标旋转(二次坐标旋转),频率响应修正,超声虚温修正和密度(WPL)修正等。同时对各通量值进行质量评价,主要是大气平稳性(Δst)和湍流相似性特征(ITC)的检验。对Eddypro软件输出的30min通量值也进行了筛选:(1)剔除仪器出错时的数据;(2)剔除降水前后1h的数据;(3)剔除10Hz原始数据中每30min内缺失率大于10%的数据;(4)剔除夜间弱湍流的观测数据(u*小于0.1m/s)。观测数据的平均周期为30分钟,一天48个数据,缺失数据标记为-6999。因仪器漂移等原因引起的可疑数据用红色字体标识,其中2016年4月-6月涡动系统的三维超声断续出现问题,数据出现一些缺失。 发布的观测数据包括:日期/时间Date/Time,风向Wdir(°),水平风速Wnd(m/s),侧向风速标准差Std_Uy(m/s),超声虚温Tv(℃),水汽密度H2O(g/m3),二氧化碳浓度CO2(mg/m3),摩擦速度Ustar(m/s),奥布霍夫长度L(m),感热通量Hs(W/m2),潜热通量LE(W/m2),二氧化碳通量Fc(mg/(m2s)),感热通量的质量标识QA_Hs,潜热通量的质量标识QA_LE,二氧化碳通量的质量标识QA_Fc。感热、潜热、二氧化碳通量的质量标识分为三级(质量标识0:(Δst <30, ITC<30); 1: (Δst <100, ITC<100); 其余为2)。数据时间的含义,如0:30代表0:00-0:30的平均;数据以*.xls格式存储。 水文气象网或站点信息请参考Li et al. (2013),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。

2017-12-16

黑河生态水文遥感试验:水文气象观测网数据集(上游阿柔超级站大孔径闪烁仪-2016)

该数据集包含了黑河水文气象观测网上游阿柔站的大孔径闪烁仪通量观测数据。上游阿柔站分别架设了两台型号为BLS450和zzlas的大孔径闪烁仪,北塔为zzlas的接收端和BLS450的发射端,南塔为zzlas的发射端和BLS450的接收端。观测时间为2016年1月1日至2016年12月31日。站点位于青海省祁连县阿柔乡草达坂村,下垫面是高寒草地。北塔的经纬度是100.4712E,38.0568N,南塔的经纬度是100.4572E,38.0384N,海拔高度约3033m。大孔径闪烁仪的有效高度9.5m,光径长度是2390m,采样频率是1min。 大孔径闪烁仪原始观测数据为1min,发布的数据为经过处理与质量控制后的数据,其中感热通量主要是结合自动气象站观测数据,基于莫宁-奥布霍夫相似理论通过迭代计算得到,主要的质量控制步骤包括:(1)剔除Cn2达到饱和的数据(BLS450:Cn2>7.25E-14,zzlas:Cn2>7.84 E-14);(2)剔除解调信号强度较弱的数据(BLS450:Mininum X Intensity <50;zzlas:Demod>-20mv);(3)剔除降水时刻的数据;(4)剔除稳定条件下的弱湍流的数据(u*小于0.1m/s)。在迭代计算过程中,对于BLS450,选取Thiermann and Grassl(1992)的稳定度普适函数;对于zzlas,选取Andreas, 1988的稳定度普适函数。详细介绍请参考Liu et al(2011, 2013)。2016年10月1-12日由于两台闪烁仪测量信号偏小,导致数据缺失较多。 关于发布数据的几点说明:(1)上游LAS数据以BLS450为主,缺失时刻由zzlas观测补充,两者都缺失则以-6999标记。(2)数据表头:Date/Time :日期/时间(格式:yyyy/m/d h:mm),Cn2 :空气折射指数结构参数(单位:m-2/3),H_LAS :感热通量(单位:W/m2)。数据时间的含义,如0:30代表0:00-0:30的平均;数据以*.xls格式存储,详细信息请查参考文献。 水文气象网或站点信息请参考Li et al. (2013),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。

2017-12-15

黑河生态水文遥感试验:水文气象观测网数据集(黑河遥感站自动气象站-2016)

该数据集包含了2016年1月1日至2016年12月31日黑河水文气象观测网中游黑河遥感站气象要素观测数据。站点位于甘肃省张掖市党寨镇东侧,下垫面是人工草地。观测点的经纬度是100.4756E, 38.8270N,海拔1560m。空气温度湿度传感器架设在1.5m处,朝向正北;气压计在防水箱内;翻斗式雨量计安装在0.7 m处;风速风向传感器架设在10m处,朝向正北;四分量辐射仪安装高度为1.5m,朝向正南;两个红外温度计安装高度为1.5m,朝向正南,探头朝向是垂直向下;土壤温度探头埋设在地表0cm和地下2cm、4cm、10cm、20cm、40cm、80cm、120cm、160cm处;土壤水分探头埋设在2cm、4cm、10cm、20cm、40cm、80cm、120cm、160cm处;平均土壤温度探头埋设在2cm和4cm;土壤热流板(3块)依次埋设在地下6cm处;两个光合有效辐射仪分别架设在冠层上方1.5m(探头垂直向上和向下方向各一个),朝向正南。 观测项目有:空气温湿度(Ta_1.5m、RH_1.5m)(单位:摄氏度、百分比)、气压(Press)(单位:百帕)、降水量(Rain)(单位:毫米)、风速(WS_10m)(单位:米/秒)、风向(WD_10m)(单位:度)、四分量辐射(DR、UR、DLR_Cor、ULR_Cor、Rn)(单位:瓦/平方米)、地表辐射温度(IRT_1、IRT_2)(单位:摄氏度)、土壤热通量(Gs_1、Gs_2、Gs_3)(单位:瓦/平方米)、土壤温度(Ts_0cm、Ts_2cm、Ts_4cm、Ts_10cm、Ts_20cm、Ts_40cm、Ts_80cm、Ts_120cm、Ts_160cm)(单位:摄氏度)、土壤水分(Ms_0cm、Ms_2cm、Ms_4cm、Ms_10cm、Ms_20cm、Ms_40cm、Ms_80cm、Ms_120cm、Ms_160cm)(单位:%)、向上与向下光合有效辐射(PAR_U_up、PAR_U_down)(单位:微摩尔/平方米秒)、平均土壤温度(TCAV)(单位:摄氏度)。 观测数据的处理与质量控制:(1)确保每天144个数据(每10min),若出现数据的缺失,则由-6999标示;2016.1.01-1.29由于采集器问题,很多观测要素出现较多的错误值;(2)剔除有重复记录的时刻;(3)删除了明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(4)数据中以红字标示的部分为有疑问的数据;(5)日期和时间的格式统一,并且日期、时间在同一列。如,时间为:2016-6-10 10:30;(6)命名规则为:AWS+站点名称。 水文气象网或站点信息请参考Liu et al. (2018),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。

2017-12-14

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游冻融实验观测数据集(2013年11月24日至25日)

本数据集包括甘肃省张掖市民乐县荒漠2013年11月24日-25日车载微波辐射计观测亮温、同步测量的土壤质地,粗糙度和地表温度连续观测数据集。地表温湿度包括温度传感器在土壤深度1cm、5cm,10cm,20cm四层和湿度传感器在土壤深度0-5cm处,观测的土壤温度,土壤水分数据。土壤温湿度的常规观测的时间频率为5分钟。 数据细节: 1. 时间:2013年11月24日-25日 2. 数据: 亮温: 使用车载多频被动微波辐射计观测,包括6.925、18.7和36.5GHz V极化和H极化数据(10.65GHz 波段损坏,18.7GHz H极化损坏) 土壤温度:使用安装在dt80上的传感器测量1cm,5cm,10cm,20cm土壤温度 土壤湿度:使用H-probe传感器测量0-5cm土壤湿度,该探头可以同时测量0-5cm土壤温度 土壤质地:取土样在北京师范大学测量 土壤粗糙度:使用东北地理所提供的粗糙度仪测量 3. 数据大小:2.3M 4. 数据格式:.xls

2017-08-29

黑河生态水文遥感试验:黑河流域土壤参数观测数据集(2012)

在2012年中游试验期间,在气象站点附近对土壤剖面进行分层取样并带回实验室进行土壤参数的测量,测量的土壤参数包括:土壤质地、孔隙度、容重、饱和导水率、土壤有机质含量。土壤参数是陆面过程模型和植被模型中重要的参数,这些观测数据可以为模型在黑河中游的应用提供支持。 观测地点: 矩阵中的1-17号气象站(4号点除外),神沙窝站,戈壁站,荒漠站,以及WATERNET的50个观测点。气象站的土壤采样坐标如下表所示。 名称 x y 1号点 100.3582 38.89322 2号点 100.3541 38.88697 3号点 100.3763 38.89057 5号点 100.3506 38.87577 6号点 100.3597 38.8712 7号点 100.3652 38.87677 8号点 100.3765 38.87255 9号点 100.3855 38.87241 10号点 100.3957 38.87569 11号点 100.342 38.86994 12号点 100.3663 38.86516 13号点 100.3785 38.86077 14号点 100.3531 38.85869 16号点 100.3641 38.8493 17号点 100.3697 38.84512 15号点(超级站) 100.3721 38.85547 戈壁站 100.3058 38.91801 花寨子站 100.3189 38.7652 神沙窝站 100.4926 38.78794 测量仪器测量仪器: 土壤质地:Microtrac激光粒度仪 孔隙度:环刀法 容重:环刀法 饱和导水率:定水头法 土壤有机质: 总有机碳分析仪(TOC-VCPH) 测量时间: 2012年5月20日 至 2012年7月10日 数据内容: 土壤质地、孔隙度、容重、饱和导水率、土壤有机质含量。

2017-08-26

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游冻融实验观测数据集(2013年11月22日至24日)

本数据集包括甘肃省张掖市甘州区沙漠公园荒漠2013年11月22日-24日车载微波辐射计观测亮温、同步测量的土壤质地,粗糙度和地表温度连续观测数据集。地表温湿度包括温度传感器在土壤深度1cm、5cm,10cm,20cm四层和湿度传感器在土壤深度0-5cm处,观测的土壤温度,土壤水分数据。土壤温湿度的常规观测的时间频率为5分钟。 数据细节: 1. 时间:2013年11月22日-24日 2. 数据: 亮温: 使用车载多频被动微波辐射计观测,包括6.925、18.7和36.5GHz V极化和H极化数据(10.65GHz 波段损坏) 土壤温度:使用安装在dt80上的传感器测量1cm,5cm,10cm,20cm土壤温度 土壤湿度:使用H-probe传感器测量0-5cm土壤湿度,该探头可以同时测量0-5cm土壤温度 土壤质地:取土样在北京师范大学测量 土壤粗糙度:使用东北地理所提供的粗糙度仪测量 3. 数据大小:7.4M 4. 数据格式:.xls

2017-08-25

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游覆盖度和生物量观测数据集(2014年)

本数据包括大满超级站、湿地、沙漠、荒漠和戈壁五个站点植被一个生长周期内的覆盖度数据集以及大满超级站玉米和湿地芦苇两种植被一个生长周期内的生物量数据集。观测时间自2014年5月10日开始,9月11日结束。 1覆盖度观测 1.1观测时间 1.1.1超级站:观测时间段2014年5月10日-9月11日, 7月20日以前每5天观测一次,7月20后每10天观测一次,共做了17次观测,具体观测时间如下; 超级站:2014-5-10、2014-5-15、2014-5-20、2014-5-25、2014-5-30、2014-6-10、2014-6-15、2014-6-20、2014-6-25、2014-6-30、2014-7-5、2014-7-10、2014-7-15、2014-7-20、2014-8-5、2014-8-17、2014-9-11 1.1.2其它四个站:观测时间段2014年5月20日-9月15日,每10天观测一次,共做了11次观测,具体观测时间如下; 其它四个站:2014-5-10、2014-5-20、2014-5-30、2014-6-10、2014-6-20、2014-6-30、2014-7-10、2014-7-20、2014-8-5、2014-8-17、2014-9-11 1.2观测方法 1.2.1测量仪器与原理: 采用数码相机拍照的方法测量,将数码相机置于简易支撑杆前端的仪器平台,保持拍摄的竖直向下,远程控制相机测量数据。观测架可以用来改变相机的拍摄高度,面向不同类型植被实现有针对性的测量。 1.2.2样方的设计 超级站:共取3块样地,每块样地样方大小10×10米,每样地每次测量时沿两条对角线依次拍照,共取9-10张照片; 湿地站:共取2块样地,每块样地样方大小10×10米,每样地每次测量拍9-10张照片; 其它3个站:选取1块样地,每块样地样方大小10×10米,每样地每次测量拍9-10张照片; 1.2.3拍摄方法 针对超级站玉米和湿地站芦苇,直接采用观测架观测,保证观测架上的相机距离植被冠层的高度远大于植被冠幅,在方形样方内沿着对角线采样,然后做算术平均。在视场角度不大(<30°)的情况下,视场内包括大于2个整周期的垄行,相片的边长与垄行平行;其它三个站点由于植被比较低矮,直接用相机垂直向下拍照(未使用支架)。 1.2.4 覆盖度计算 覆盖度计算由北京师范大学完成,采用一种自动分类方法,具体见 “建议参考文献”第1条文献。通过RGB颜色空间转换到更容易区分绿色植被的Lab空间,对绿度分量a的直方图进行聚类,分离出绿色植被和非绿色背景2组分,获得单张相片的植被覆盖度。该方法的优点在于其算法简单、易于实现而且自动化程度和精度较高。今后还需要更多的快速、自动、准确的分类方法,最大限度发挥数码相机方法的优势。 2生物量观测 2.1观测时间 2.1.1玉米:观测时间段2014年5月10日-9月11日, 7月20日以前每5天观测一次,7月20后每10天观测一次,共做了17次观测,具体观测时间如下; 超级站:2014-5-10、2014-5-15、2014-5-20、2014-5-25、2014-5-30、2014-6-10、2014-6-15、2014-6-20、2014-6-25、2014-6-30、2014-7-5、2014-7-10、2014-7-15、2014-7-20、2014-8-5、2014-8-17、2014-9-11 2.1.2芦苇:观测时间段2014年5月20日-9月15日,每10天观测一次,共做了11次观测,具体观测时间如下; 2014-5-10、2014-5-20、2014-5-30、2014-6-10、2014-6-20、2014-6-30、2014-7-10、2014-7-20、2014-8-5、2014-8-17、2014-9-11 2.2观测方法 玉米:选取3块样地,每块样地每次观测选取代表样地平均水平的三株玉米分别称每株玉米的鲜重(地上生物量+地下生物量)和相应的干重(85℃恒温烘干),根据种植的株距和行距计算单位面积玉米的生物量; 芦苇:设置2个0.5mÍ0.5m的样方,齐地刈割,分别称取芦苇的鲜重(茎叶)和干重(85℃恒温烘干)。 2.3观测仪器 天平(精度0.01g)、烘箱。 3数据的存储 所有观测数据先手薄记录后整理到Excel表中存储,同时整理了玉米种植结构数据,包括种植的株距、行距,种植时间、灌水时间、除父本时间以及收割时间等相关信息。

2017-08-25

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游冻融实验观测数据集(2013年11月17日-18日)

本数据集包括甘肃省张掖市甘州区五星村农田2013年11月17日-18日车载微波辐射计观测亮温、同步测量的土壤质地,粗糙度和地表温度连续观测数据集。地表温湿度包括温度传感器在土壤深度1cm、5cm,10cm,20cm四层和湿度传感器在土壤深度0-5cm处,观测的土壤温度,土壤水分数据。土壤温湿度的常规观测的时间频率为5分钟。 数据细节: 1. 时间:2013年11月17日-18日 2. 数据: 亮温: 使用车载多频被动微波辐射计观测,包括6.925、18.7和36.5GHz V极化和H极化数据(10.65GHz 波段损坏) 土壤温度:使用安装在dt80上的传感器测量1cm,5cm,10cm,20cm土壤温度 土壤湿度:使用H-probe传感器测量0-5cm土壤湿度,该探头可以同时测量0-5cm土壤温度 土壤质地:取土样在北京师范大学测量 土壤粗糙度:使用东北地理所提供的粗糙度仪测量 3. 数据大小:3.6M 4. 数据格式:.xls

2017-08-22