一、 概述

在越來越大型的城市化過程中，不同源匯和不同機械和熱力學相互作用背景下，高塔梯度觀測是較有效地表征人類活動、城市建設對城市氣象和城市環(huán)境變遷影響的觀察者和記錄者。（Gradient Meteorological Observation System）測量大氣中不同高度的風速風向、溫濕度、輻射以及不同深度土壤的土壤溫度和含水量，適用于不同的下墊面和大氣條件， 是邊界層氣象，農(nóng)林氣象、大氣環(huán)境監(jiān)測運用普遍和基本的觀測手段，是以空氣動力學理論、Monin-Obukhov相似理論在近地表層的，尤其在垂直方向上以湍流交換為基礎的物質(zhì)和能量的傳輸規(guī)律的研究不可替代的觀測系統(tǒng)。在風能評估、大氣成分擴散乃至核物質(zhì)、生化物質(zhì)的傳播和作用機理研究中，高塔梯度系統(tǒng)是較穩(wěn)定的表征空間差異性和時間性的觀測系統(tǒng)，是風能預測、污染員環(huán)境預報較重要的手段。對于森林生態(tài)系統(tǒng)的梯度觀測系統(tǒng)，由于森林冠層下的逆梯度現(xiàn)象，以及各種不同植被的相互作用，不同高度的同時觀測得以準確地把控細微的空間變異和穩(wěn)定的時序演替，具有其他系統(tǒng)無法替代的作用。

    BL1000/BL3000梯度氣象觀測系統(tǒng)測量大氣中不同高度的風速風向、溫濕度、輻射以及不同深度土壤的土壤溫度和含水量，適用于不同的下墊面和大氣條件。系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)能夠直接用于計算大氣穩(wěn)定度、湍流強度、平面粗糙度和零平面位移、感熱通量、潛熱通量、土壤熱通量，Monin-Obukhov長度等空氣動力學參數(shù)，在森林系統(tǒng)中的輻射梯度和PAR梯度，可用于計算群落葉面積指數(shù)、有效葉面積指數(shù)，林冠結(jié)構等；梯度氣象觀測系統(tǒng)也是渦動協(xié)方差系統(tǒng)的重要補充，能夠為渦動協(xié)方差系統(tǒng)提供重要的氣象環(huán)境背景資料、梯度氣象觀測系統(tǒng)包括風溫濕梯度觀測、輻射收支觀測及土壤觀測等。

二、 設計依據(jù)

1、     《地面氣象觀測規(guī)范》；

2、     《氣象儀器和觀測方法指南》；

三、 系統(tǒng)組成、原理及性能指標

    系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)采集、存儲和傳輸單元、氣象要素觀測單元、供電單元和安裝附件組成。系統(tǒng)包括BL1000和BL3000兩種配置，BL1000系統(tǒng)主要用于5層（含5層）以下梯度，BL3000用于5層（不含5層）以上梯度氣象的測量，測量的層數(shù)可個根據(jù)用戶調(diào)整。