Variabilidad Espacial del Albedo y Radiación Neta a Escala Local Usando UAV Equipados con Sensores de Radiación
Autores: Lindroth, Anders
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Variabilidad Espacial del Albedo y Radiación Neta a Escala Local Usando UAV Equipados con Sensores de Radiación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Cierre del balance energético
Método de covarianza de eddy
Procesos de transporte de mesoescala
Radiación neta
Vehículo aéreo no tripulado
Sensores de radiación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El cierre del balance energético es una característica importante en los estudios de los intercambios de energía y gases de efecto invernadero en los ecosistemas utilizando el método de covarianza de eddy. Análisis previos muestran que este sigue siendo un problema con desequilibrios del orden de 0.6-0.7 hasta el cierre completo (solo en algunos sitios). Se ha sugerido que los procesos de transporte en mesoescala que no son capturados por las mediciones de covarianza de eddy son la principal razón detrás del problema de cierre. Hasta ahora, se ha tomado muy poca acción para investigar otra posible causa del problema, a saber, el papel de la variación espacial en la radiación neta a la escala de las huellas de flujo típicas. La razón de esta brecha de conocimiento se debe principalmente a la falta de métodos adecuados para realizar tales investigaciones. Aquí, mostramos que tales mediciones se pueden realizar con un vehículo aéreo no tripulado equipado con sensores de radiación. Una comparación utilizando un radiómetro de referencia en un mástil fijo con un UAV en vuelo estacionario equipado con piranómetros para la radiación solar entrante y saliente y un termómetro infrarrojo para las mediciones de temperatura de la superficie muestra que la radiación solar entrante y saliente se puede medir con un error estándar de 7.4 Wm-2 y 1.8 Wm-2, respectivamente. Se realizó una aplicación del sistema sobre un sitio de flujo de un bosque de cinco años en Suecia. Aquí, la radiación neta de onda larga se estimó a partir de la temperatura de superficie medida y la radiación de onda larga entrante calculada. Los resultados muestran que durante la misión alrededor del mediodía en un día despejado, existían "puntos calientes" distintos sobre la plantación con el albedo variando entre 15.5 y 17.9%, la temperatura de la superficie variando entre 22.2 y 25.5 grados C y la radiación neta variando entre 330 y 380 Wm-2. Estas variaciones son lo suficientemente grandes como para tener un impacto significativo en el problema de cierre del balance energético. Nuestra conclusión es que ahora tenemos las herramientas para investigar la variabilidad espacial del régimen de radiación sobre los sitios de flujo y que esto debería recibir más atención en el futuro.
Descripción
El cierre del balance energético es una característica importante en los estudios de los intercambios de energía y gases de efecto invernadero en los ecosistemas utilizando el método de covarianza de eddy. Análisis previos muestran que este sigue siendo un problema con desequilibrios del orden de 0.6-0.7 hasta el cierre completo (solo en algunos sitios). Se ha sugerido que los procesos de transporte en mesoescala que no son capturados por las mediciones de covarianza de eddy son la principal razón detrás del problema de cierre. Hasta ahora, se ha tomado muy poca acción para investigar otra posible causa del problema, a saber, el papel de la variación espacial en la radiación neta a la escala de las huellas de flujo típicas. La razón de esta brecha de conocimiento se debe principalmente a la falta de métodos adecuados para realizar tales investigaciones. Aquí, mostramos que tales mediciones se pueden realizar con un vehículo aéreo no tripulado equipado con sensores de radiación. Una comparación utilizando un radiómetro de referencia en un mástil fijo con un UAV en vuelo estacionario equipado con piranómetros para la radiación solar entrante y saliente y un termómetro infrarrojo para las mediciones de temperatura de la superficie muestra que la radiación solar entrante y saliente se puede medir con un error estándar de 7.4 Wm-2 y 1.8 Wm-2, respectivamente. Se realizó una aplicación del sistema sobre un sitio de flujo de un bosque de cinco años en Suecia. Aquí, la radiación neta de onda larga se estimó a partir de la temperatura de superficie medida y la radiación de onda larga entrante calculada. Los resultados muestran que durante la misión alrededor del mediodía en un día despejado, existían "puntos calientes" distintos sobre la plantación con el albedo variando entre 15.5 y 17.9%, la temperatura de la superficie variando entre 22.2 y 25.5 grados C y la radiación neta variando entre 330 y 380 Wm-2. Estas variaciones son lo suficientemente grandes como para tener un impacto significativo en el problema de cierre del balance energético. Nuestra conclusión es que ahora tenemos las herramientas para investigar la variabilidad espacial del régimen de radiación sobre los sitios de flujo y que esto debería recibir más atención en el futuro.