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5种光合有效辐射表性能测试

丁蕾 杨云 边泽强 权继梅 王冬

丁蕾, 杨云, 边泽强, 等. 5种光合有效辐射表性能测试. 应用气象学报, 2013, 24(5): 617-624..
引用本文: 丁蕾, 杨云, 边泽强, 等. 5种光合有效辐射表性能测试. 应用气象学报, 2013, 24(5): 617-624.
Ding Lei, Yang Yun, Bian Zeqiang, et al. Performance test of five-type photosynthetic active radiometers. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(5): 617-624.
Citation: Ding Lei, Yang Yun, Bian Zeqiang, et al. Performance test of five-type photosynthetic active radiometers. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(5): 617-624.

5种光合有效辐射表性能测试

详细信息
    通信作者:

    丁蕾, email: dlaoc@cma.gov.cn

Performance Test of Five-type Photosynthetic Active Radiometers

  • 摘要: 为认识和提高光合有效辐射 (波长为400~700 nm) 的测量精度,对国内外5种常用的光合有效辐射表的灵敏度、余弦响应、非线性、温度依赖性、光谱响应等性能进行了测试和分析。结果表明: 5种光合有效辐射表 (简称光合表) 的非线性误差均在1%以内; 3种光合表 (PAR LITE,LI-190和FS-PR) 的余弦误差均小于10%,温度系数均小于0.3%/℃,2种光合表 (TRT-5和HSC-FPH-1) 的余弦误差明显偏大,温度系数小于0.5%/℃。2种光合表 (PAR LITE和LI-190) 的光谱响应曲线接近于理想光谱,而其余3种光合表与理想光谱曲线偏离较大。在自然光下的一致性比对测量结果显示,5种光合表测量的辐射量与标准值的误差均在5%以内,但综合评价后认为,3种光合表 (PAR LITE,LI-190和FS-PR) 的性能明显优于其他2种光合表 (TRT-5和HSC-FPH-1)。该结果可为气象观测业务选型提供参考。
  • 图  1  光合有效辐射表内部结构

    Fig. 1  The structure of photosynthetic active radiometer

    图  2  光合有效辐射表室内试验设备

    Fig. 2  Test equipments indoors for photosynthetic active radiometers

    图  3  光合有效辐射表非线性误差

    Fig. 3  Non-linearity error of photosynthetic active radiometers

    图  4  光合有效辐射表余弦响应

    Fig. 4  Cosine response error of photosynthetic active radiometers

    图  5  2012年11月14—15日光合表夜间零偏移

    (a) LI-190 39911, (b) TRT-5 710024

    Fig. 5  Zero offset of photosynthetic active radiometers from 14 Nov to 15 Nov in 2012

    (a) LI-190 39911, (b) TRT-5 710024

    图  6  光合表光谱响应曲线

    Fig. 6  Spectral responses of photosynthetic active radiometers

    图  7  2012年10月19日各光合表与标准DMc150的百分比误差

    Fig. 7  Error curves of photosynthetic active radiometer compared to DMc150 on 19 Oct 2012

    表  1  光合有效辐射表型号

    Table  1  Photosynthetic active radiometers of test

    型号 产地 用户
    LI-190 美国 国家气象计量站
    PAR LITE 荷兰 锡林浩特国家气候观测台
    TRT-5 中国 国家气象计量站
    FS-PR 中国 国家气象计量站
    HSC-FPH-1 中国 国家气象计量站
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    表  2  光合有效辐射表灵敏度测试 (单位:μV/(μmol·s-1·m-2))

    Table  2  Sensitivity tests of photosynthetic active radiometers (unit:μV/(μmol·s-1·m-2))

    型号 表号 2008-07-12 2010-09-13 2012-09-17
    LI-190 39909 4.02 3.90 4.09
    LI-190 39911 4.13 4.23 4.44
    LI-190 40067 4.02 4.18 4.37
    PAR LITE 060884 7.00 7.33
    HSC-FPH-1 024 5.42 5.72
    HSC-FPH-1 025 5.00 5.23
    FS-PR 15102 9.42
    FS-PR 15103 9.51
    TRT-5 710022 7.47 7.98
    TRT-5 710024 7.06 7.45
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    表  3  温度系数测试结果 (单位:%/℃)

    Table  3  The results of temperature response test (unit:%/℃)

    型号 表号 温度范围/℃
    [-40.0,-20.0) [-20.0,0.0) [0.0,10.0) [10.0,30.0) [30.0,50.0]
    HSC-FPH-1 024 -0.3 -0.4 -0.4 -0.1 -0.5
    HSC-FPH-1 025 -0.1 -0.1 -0.1 -0.2 -0.3
    TRT-5 710022 -0.2 -0.2 -0.1 0.01 -0.5
    TRT-5 710024 -0.2 -0.3 -0.3 -0.3 -0.2
    FS-PR 15102 0.04 0.02 0.1 0.1 -0.2
    FS-PR 15103 0.2 0.1 0.3 0.1 -0.2
    LI-190 39909 0.1 -0.1 -0.02 -0.2 -0.2
    PAR LITE 060884 -0.01 -0.1 -0.2 -0.2 -0.2
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    表  4  光合有效辐射表夜间零偏移的平均值及其标准偏差

    Table  4  The average of night zero offset and its standard deviation of photosynthetic active radiometers

    型号 表号 平均值/
    (μmol·s-1·m-2)
    标准偏差
    LI-190 39911 0.13 0.13
    LI-190 39909 0.11 0.13
    PAR LITE 090361 0.01 0.09
    HSC-FPH-1 024 0.01 0.09
    FS-PR 15103 0.02 0.05
    FS-PR 15102 0.01 0.05
    TRT-5 710024 -0.04 0.06
    TRT-5 710022 0.01 0.06
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    表  5  2012年10月18日3种方法测量光合有效辐射的一致性比对 (单位:W·m-2)

    Table  5  Comparison results of photosynthetic active radiation using three methods on 18 Oct 2012 (unit: W·m-2)

    时段 标准光谱辐射计DMc150 LI-19039911 TRT-5710024 FS-PR15102 PAR LITE060884 HSC-FPH-1024 分光总表计算
    11:25—12:20 887.7 885.0 884.7 884.8 884.9 884.9 869.2
    12:25—13:20 772.1 783.2 779.9 784.6 783.8 786.6 763.1
    13:25—14:20 680.7 695.5 684.6 698.1 697.8 715.4 671.2
    14:25—15:20 381.7 386.9 382.4 389.8 390.4 400.4 373.2
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-18
  • 修回日期:  2013-05-31
  • 刊出日期:  2013-10-31

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