宇宙射线中子法土壤水分监测在不同生态系统雨季的适用性

宇宙射线中子法是目前测量中尺度土壤水分的一种新兴方法,通过监测近地表附近中子的数量来监测土壤含水率,理论探测深度12~76 cm。为了评估宇宙射线中子法土壤水分监测在草地、农田和林地3种不同生态系统测量深度适用性和对降水的敏感性。本研究分析了中国气象局自动土壤水分站观测数据和遥感土壤水分监测数据与宇宙射线中子法土壤水分监测数据差异性和相关性。结果显示,宇宙射线中子法土壤水分监测草地0~20 cm效果最优,农田和林地0~30 cm最优;在农田和林地生态系统土壤水分监测结果与自动土壤水分站点差异较小,优于遥感监测;但对于草地生态系统,宇宙射线中子法土壤水分监测结果与遥感监测结果差异比单点自动土壤水分站点监测更小,可能与草地土壤的强异质性有关。宇宙射线中子法土壤水分监测在草地、农田和林地生态系统均可以敏感的响应降水事件,较点尺度自动土壤水分站更易捕捉到区域水分的波动性变化。

轻便型宇宙中子测量仪的研制

详细论述了轻便型宇宙中子测量仪及测量装置的研制。初步进行了宇宙中子流的测量。结果表明，在不同的气象条件下，宇宙中子流呈现有规律的变化。对宇宙中子信息在工程地质、大气环境、自然灾害等方面的应用作了初步探讨。

RCN-1反射宇宙中子仪的研制

文章详细论述了RCN-1反射宇宙中子仪及测量装置的研制和宇宙中子、反射宇宙中子的形成过程。初步进行了宇宙中子流的测量,结果表明:在不同的气象条件下,宇宙中子流呈现有规律的变化。该文还对宇宙中子在工程地质、大气环境、自然灾害等方面的应用作了初步探讨。

反射宇宙中子测量技术探索研究

本文论述了宇宙中子、反射宇宙中子的形成过程和反射宇宙中子测量装置的研制。对入射宇宙中子流和反射宇宙中子流的测量与研究 。

宇宙射线中子法测量区域土壤水分准确性季节变化研究

为证实典型气象条件下宇宙射线中子法测量区域土壤水分准确性的差异和应用普适性,以季节为时间划分尺度,并选取典型气象条件时段,对比研究山地地形下垫面宇宙射线中子法(CRNS)与频域反射法(FDR)土壤水分连续观测效果差异。结果表明:山地地形下垫面,CRNS水平测量足迹的季节变化较为稳定,垂直足迹在耕作层范围内有一定波动。不同季节降水过程的量级差异是引起CRNS测量结果偏差的主要因素,夏秋两季,在高温少雨导致的持续失墒以及较大量级降水过程等土壤水分变化较为剧烈的时段,CRNS与FDR测量结果一致性较好,春季多为小量级降水,作物冠层截留作用导致二者一致性略差,冬季降水量与蒸散发接近平衡,且单次降水量级极小,CRNS与FDR偏差极小。分析典型土壤水分条件下的CRNS测量准确性变化,进一步明确了降水过程对CRNS准确性的干扰,而在持续高温干旱时段则一致性良好,均方根误差(RMSE)、纳什效率系数(NSE)和Kling-Gupta系数(KGE)分别达到0.014 m^(3)/m^(3)、0.925、0.919。研究可为CRNS的应用场景选取与数据质量控制提供科学依据。

反射宇宙中子法的应用研究

反射宇宙中子法是一种工程物探新方法。本文论述了宇宙中子、反射宇宙中子的形成过程和反射宇宙中子测量装置的研制及其初步应用。由于反射宇宙中子法不受工业电、磁的干扰和不对民用建筑产生破坏，因而该方法在工业和民用建筑密集区进行工程地质填图，可显示其优越性。