Bau eine kompakte Low-Cost Strahlungsschild für Luft-Temperatur-Sensoren in ökologischer Feldstudien

Vor dem Hintergrund der anthropogenen globalen Erwärmung, gab es ein wachsendes Interesse an der Aufnahme der Lufttemperatur in einer Vielzahl von Einstellungen zu verstehen und vorherzusagen, dass ökologische Antworten zu Klima^1,2,3ändern. Mit dem Aufkommen von kleinen, kostengünstigen Umweltdaten-Recordern (auch als Datenlogger, Thermochrons oder Hygrochrons bezeichnet), ist es nun möglich, Bereitstellung von High-Density-Netzwerke von Sensoren, hyper lokalisierte Temperaturschwankungen zu messen erhöhen Ökologen Fähigkeit, die Umgebungsbedingungen Umwelt von Organismen und Ökosystemen unter Studie erfahren mehr direkt beobachten. Im Vergleich zu bestehenden, gut kalibrierten und rigoros getestet – aber spärlich verteilte – permanente Wetter Stationen, solche Netzwerke bieten Möglichkeiten zur Bewertung von Klimaschwankungen auf ökologisch relevanten Skalen aber möglicherweise verringern Richtigkeit und Vergleichbarkeit unter Studien bereitgestellt, wenn uneinheitlich oder unpassend.

Oberflächennahen Luft-Temperatur-Sensoren erfordern in der Regel irgendeine Art von Sonnenstrahlung Abschirmung zur Vermeidung direkten Beheizung des Sensorelements, die fälschlicherweise warm Messungen führen würden. Gemeinsame Wege, Sensor Voreingenommenheit zu begrenzen sind: (1) mit bestehenden ökologischen Funktionen wie Bäume für Schattierung⁴, 2) Bias Korrektur und Sensor-Kalibrierung⁵ , die Korrekturen abgeleitet basierend auf die thermischen Eigenschaften der Sensoren und (3) die Verwendung von hergestellt oder benutzerdefinierte fabriziert schirmt^6,7. Viele Forscher entscheiden, verwenden benutzerdefinierte gefertigte Schilde durch die kostengünstige und einfache Implementierung und die Notwendigkeit in Situationen wo Umweltbedingungen keine natürliche Beschattung vorsehen. Eine Überprüfung der ökologischen Literatur zeigte jedoch, dass das Design des benutzerdefinierten gefertigte Schilde unter Studien unterschiedlich und individuelle Designs sind selten auf ihre Richtigkeit geprüft. Ungetestete Schilde sind anfällig für schlechte Wahl von Material und Design, die zusätzliche Erwärmung der Luftmoleküle, die unmittelbar umgebenden Sensor, direkte Absorption der Sonnenstrahlung durch den Sensor selbst oder sowohl führende, durchschnittliche Neigungen von bis zu 3 ° verursachen C⁷. Auf der anderen Seite, einfache und kostengünstige Konstruktionen^6,7 sind sehr effektiv bei der Abschirmung Sensoren (Vorurteile von 1 ° C oder weniger) und kommerziell hergestellten Strahlungsabschirmungen vergleichbar sind.

Hier bieten wir eine detaillierte Methode für das Konstruieren einer zuvor ausgewerteten benutzerdefinierte fabrizierten Strahlung Schild⁷ für den Einsatz mit preiswerten Thermochron Temperatursensoren. Das Schild-Design ist eine Abwandlung eines zuvor beschrieben und in einer offenen Ponderosa Pine Wald Einstellung⁶getestet. In den letzten Tests von mehreren Custom-fabrizierten Schild Designs dieser montane getestet Schild führten die niedrigste Verzerrungen, wenn gepaart mit kleinen Thermochrons⁷, aber wir fanden es umständlich und zu auffällig im Bereich bereitstellen. Das hier vorgeschlagene Design-Protokoll reduziert die Abmessungen der das Strahlungsschild um 50 %. Solch eine Verkleinerung hat mehrere Vorteile: (1) Es ist weniger auffällig und daher weniger anfällig für Manipulationen, (2) es mehr praktisch einsetzbar in eine noch breitere Palette von ökologischen Einstellungen wo Raum begrenzt ist (z. B. auf kleineren städtischen Straßenbäume), It (3) ist genauer als andere Abschirmung Methoden, die versuchen veröffentlicht, Schild Größe oder Bau Kosten⁷und 4 zu minimieren) Es ist weniger teuer als das original, größere Design aufgrund der reduzierten Anzahl von Baustoffen erforderlich. Nach der Beschreibung der Bauweisen, erkunden wir die Wirkung der Zerkleinerung auf Genauigkeit des Sensors im Vergleich zu dem original Schild-Design mit Ergebnissen aus einem Feldversuch unter hohen abwärts Sonnenstrahlung Bedingungen durchgeführt.