Con lo sviluppo e i cambiamenti climatici, l'impatto negativo delle tempeste di sabbia sull'ambiente ha seriamente messo in pericolo l'ambiente di vita degli esseri umani. Pertanto, il monitoraggio e l'allarme delle tempeste di sabbia sono diventati molto importanti nelle attività di osservazione meteorologica.

La stazione di monitoraggio delle tempeste di sabbia monitora principalmente i principali elementi meteorologici che formano le tempeste di sabbia, come vento, sabbia e temperatura, al fine di controllare le tempeste di sabbia. La misura della sabbia si basa principalmente sul sensore di erosione del vento H14-LIN, che viene utilizzato per misurare il flusso di moto della sabbia. Le due uscite sono l'energia cinetica e il numero di particelle colpite. Il principio è che la quantità di carica è proporzionale all'energia cinetica della particella. La relazione tra carica, tensione e capacità è q=CV, V=q/C 。 La fluttuazione della tensione nei condensatori è come una scala irregolare e l'energia cinetica delle singole particelle influenza la carica su ogni scala. Quando la tensione applicata al condensatore supera la tensione di riferimento interna, il condensatore ripeterà questo processo. Un impulso di scarica rapida sarà convertito nel valore energetico delle particelle, che è il valore energetico accumulato delle singole particelle. Durante la calibrazione del campo, il numero di impulsi di uscita del sensore deve riferirsi al numero totale di sabbia erosa dal vento e pietre raccolte durante un'erosione del vento. A causa delle differenze nella velocità delle particelle, coefficiente di resistenza e massa, è difficile determinare il diametro minimo delle particelle. Il sensore può misurare particelle con un diametro di circa 50-70 micron quando colpite a basse velocità, ma non può misurare particelle con un diametro di 10-50 micron. Le prestazioni principali di H14-LIN sono le seguenti:

Gamma: 50-70 μ m

Produzione: Numero di impatti di particelle di sabbia e polvere ed energia cinetica di impatto

Temperatura di funzionamento standard: -25 a + 60 ℃

Il sensore emette due quantità di dati, una è energia cinetica e l'altra è il numero di particelle colpite. L'uscita di energia cinetica è spesso utilizzata per misurare l'energia trasportata dalle particelle che saltano direttamente, e l'uscita del numero di particelle che si scontrano riflette il numero di singole particelle. Durante un certo periodo di campionamento, tutti i dati richiesti vengono completamente convertiti nel numero di impulsi in uscita. L'intervallo di campionamento abituale per i dati è di 15 secondi a 1 ora.

Generalmente, la configurazione di una stazione di monitoraggio delle polveri può essere divisa in due tipi: semplice e orientata alla ricerca.

1,Requisiti di configurazione semplici

Questa configurazione è utilizzata principalmente per stazioni che possono essere spostate frequentemente, che equivale a una stazione portatile di monitoraggio delle tempeste di polvere, e può essere utilizzata anche nelle aree di origine delle tempeste di polvere. La configurazione principale è la seguente:

Numero Nome Unità Quantità Produttore

1 sensore di erosione del vento 1 Sense

2 sensori di velocità del vento, 1 Met One

3 sensori di direzione del vento, 1 Met One

4 set di collettori di sabbia, 1 set prodotto internamente

5 raccoglitori dati, 1 Campbell

6 set di staffe, 1 prodotto a livello nazionale

2,Requisiti di configurazione del livello di ricerca

La configurazione delle stazioni di monitoraggio delle tempeste di sabbia a livello di ricerca può soddisfare i requisiti delle stazioni di monitoraggio di base dell'erosione del vento, e questo tipo di ricerca richiede almeno tre anemometri. La configurazione principale è la seguente:

Numero Nome Unità Quantità Produttore

1 sensore di erosione del vento 1 Sense

2 sensori di velocità del vento 3-6 Met One

3 sensori di direzione del vento, 1 Met One

4 sensori di temperatura, 1 Campbell

5 set di collettori di sabbia, 1 set prodotto internamente

6 raccoglitori dati, 1 Campbell

7 set di staffe, 1 prodotto a livello nazionale

L'installazione di sensori è fondamentale nell'installazione di stazioni di ricerca. Vi sono principalmente i seguenti aspetti:

1. Altezza dell'anemometro

U * è il termine per lo sforzo di taglio del vento, a volte indicato anche come tasso di attrito. L'altezza dell'anemometro è installata in intervalli logaritmici per misurare U *, che è rappresentata da una linea diagonale sul grafico. Questa U * di solito rappresenta la velocità di attrito del vento, misurata in centimetri al secondo, ed è calcolata sulla base del più piccolo dei tre punti dati. Se nella misura vengono utilizzati quattro anemometri, può esserci la possibilità di una misurazione imprecisa o i dati ottenuti possono essere utilizzati solo come riferimento. Durante il calcolo vengono ancora utilizzati gli altri tre punti dati. Ma spesso scegliamo ancora quattro anemometri perché questo assicura che i dati misurati non vadano completamente persi in caso di incidenti.

Per una stazione meteorologica di erosione del vento da campo, la velocità del vento è un valore di misura molto importante. L'altezza di installazione degli anemometri segue intervalli logaritmici. L'altezza abituale è di 2 metri sopra la superficie del terreno. L'anemometro più basso può essere il più vicino possibile al suolo, ma il problema dell'inquinamento dello strumento dovrebbe essere considerato. Questa altezza tiene conto dei fattori aerodinamici e l'altezza più adatta per anemometri è di 2 metri sopra la superficie del suolo quando non c'è vegetazione. Ad esempio, se l'altezza dell'anemometro è inferiore o uguale all'altezza della vegetazione, la velocità del vento visualizzata può essere 0. Se non colpiti dalla vegetazione, ci sono due modi per installare i quattro anemometri: uno è quello di scegliere 20cm, 50cm, 100cm e 200cm. Un'altra altezza di installazione è 1m, 2m, 5m, 10m a 20m. Questa altezza di installazione. Il primo è facile da installare, mentre il secondo può ottenere valori più precisi ed eliminare l'influenza di arbusti e erbacce sul terreno.

2. Altezza del sensore di erosione del vento

Il sensore di erosione del vento dovrebbe essere situato relativamente vicino al collettore di sabbia e ghiaia e il terreno su cui è installato dovrebbe essere piatto o la vegetazione non dovrebbe causare il movimento del sensore di erosione del vento e del collettore di sabbia e ghiaia. I sensori di erosione del vento devono essere il più possibile in contatto con l'ambiente misurato.

3. Collettore di sabbia e ghiaia

È importante installare il collettore di sabbia e ghiaia e il sensore di erosione del vento alla stessa altezza. Il collettore di sabbia e ghiaia non può essere calibrato troppo sul campo, ma deve essere installato alla stessa altezza del sensore di erosione del vento. Se vengono utilizzati più collettori di sabbia e ghiaia, la loro installazione segue una distribuzione logaritmica, ma il centro di un collettore aperto deve essere alla stessa altezza del sensore di erosione del vento.

4. Installazione del sensore di temperatura (opzionale)

Se è necessaria la correzione della densità dell'aria, verrà utilizzato un sensore di temperatura. Le due altezze tipiche sono 10cm e 200cm, e sono installate sulla stessa linea verticale.

5. Periodo di campionamento

Il periodo di campionamento per ciascun punto di raccolta dati è preferibilmente di 15 secondi o 30 secondi., Il periodo di campionamento varia solitamente da 15 secondi a 2 ore, a seconda della capacità di memorizzazione dei dati raccolti.

Esempio di installazione (1): Stazione di monitoraggio della sabbia e della polvere Minqin nella provincia di Gansu

Esempio di installazione (2): Dunhuang Sandstorm Monitoring Station in Cina