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宇宙射线中子技术的中尺度土壤水研究进展及在荒漠绿洲区的应用 被引量:3
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作者 田子晗 张勇勇 +4 位作者 赵文智 王丽莎 王川 康文蓉 吴绍雄 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期979-990,共12页
宇宙射线中子技术是观测土壤水分的新方法,通过近地表宇宙射线中子强度反演土壤水分,可以监测百米尺度范围内平均土壤水分状况,为中尺度土壤水研究提供数据支撑。重点综述了快中子强度与氢原子数呈反比的宇宙射线中子技术的观测原理,分... 宇宙射线中子技术是观测土壤水分的新方法,通过近地表宇宙射线中子强度反演土壤水分,可以监测百米尺度范围内平均土壤水分状况,为中尺度土壤水研究提供数据支撑。重点综述了快中子强度与氢原子数呈反比的宇宙射线中子技术的观测原理,分析影响中子强度的气压、空气湿度、太阳活动、磁场强度、道路和中子数计量等因素,归纳了剔除非土壤水氢源的中子强度反演土壤水的关系模型,总结了计算土壤水校正点权重的方法,概述了国内外观测应用进展。在此基础上,利用移动式宇宙射线中子技术在河西走廊荒漠绿洲区进行土壤水分观测,观测的均方根误差为0.03 g/g,参数N_(0)为690 counts/30s,该技术较好地实现了该区域中尺度土壤水分测定。荒漠区0~30 cm土层,夏季和秋季的土壤水资源量分别为6.8 mm和19.4 mm;绿洲区0~15 cm土层,夏季和秋季的土壤水资源量分别为50 mm和44 mm,研究为荒漠绿洲区土壤水资源评价和绿水利用提供了科学依据。 展开更多
关键词 宇宙射线中子技术 中尺度 土壤水分 荒漠绿洲 土壤水资源
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基于COSMIC模型的宇宙射线中子反演荒漠-绿洲区土壤水分 被引量:1
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作者 吴绍雄 张勇勇 +2 位作者 赵文智 康文蓉 田子晗 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2445-2452,共8页
宇宙射线中子技术通过监测近地面中子强度,反演百米尺度范围内平均土壤水分状况,已成功应用于森林、草地和农田等生态系统。为验证COSMIC模型反演干旱区中尺度土壤水分的可靠性,本研究基于移动式宇宙射线中子技术在黑河中游荒漠-绿洲区... 宇宙射线中子技术通过监测近地面中子强度,反演百米尺度范围内平均土壤水分状况,已成功应用于森林、草地和农田等生态系统。为验证COSMIC模型反演干旱区中尺度土壤水分的可靠性,本研究基于移动式宇宙射线中子技术在黑河中游荒漠-绿洲区开展了土壤水分观测试验。结果表明:荒漠-绿洲区监测到的中子强度在350~715 counts·(30 s)^(-1),率定的高能中子强度(N_(cosmic))为(38.5±2.2) counts·(30 s)^(-1),N_(cosmic)受下垫面性质影响;COSMIC模型(均方根误差RMSE=0.019 g·g^(-1))和N_(0)参数法(RMSE=0.018 g·g^(-1))均能较好地估算中尺度土壤水分,考虑矿物晶格水的情况下,土壤水的反演精度更高;试验期间,绿洲区平均有效监测深度为19 cm,荒漠区为36 cm。COSMIC模型可用于荒漠-绿洲区宇宙射线中子反演土壤水分,结合陆面模型在实现近地面气象-水文-生态各要素数据同化方面具有较大潜力。 展开更多
关键词 宇宙射线中子技术 荒漠-绿洲 土壤水分 COSMIC 中尺度监测
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