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北达科他州农业气象站用于无害环境监测系统

2020-03-18 19:25:11      点击:

北达科他州的农业在该国的农作物产量中排名最高:硬粒小麦和春小麦,大麦,向日葵,亚麻和所有食用豆类均排名第一,燕麦和所有小麦均排名第二,马铃薯排名第三,马铃薯排名第四。在黑麦和甜菜中。为了保持这些排名,尽管受到疾病,昆虫和其他拮抗因素的不可预测的攻击,我们的农业必须继续生产高品质的农作物。

尽管在环境方面存在争议,但农药的施用是农民控制农作物病虫害的主要工具。科学家们已经确定了控制某些生物体发育的关键天气条件,并编写了模仿或模拟这种关系的程序。通过使用当前的天气数据作为输入,计算机模型可以准确地跟踪特定疾病或生物体的发育阶段。基于此信息,农民可以知道是否以及何时喷洒农药,从而最大程度地减少了因喷洒漂移而引起的潜在健康和诉讼问题,而喷洒漂移始终是农药施用所关注的问题。

1989年,在NDSU农业气候学家John W. Enz的监督下,在北达科他州的六个农业气象站安装了天气监测系统。如今,该系统已发展到50个气象站,被称为北达科他州农业气象网络(NDAWN)。NDAWN站点遍布全州,并提供对农药施用至关重要的数据。它是一种无害环境的电子天气监控系统,由NDSU,土壤科学,气候学部门的John Enz(教授),Radu Carcoana和Greg Brockberg(研究专家)管理。该系统收集的数据被越来越多的个人和机构用于各种目的。

我们的标准气象站使用Vaisala HMP35C传感器测量空气温度和相对湿度,使用Met One 014A和024A传感器测量风速和风向,使用LI-COR LI200S和LI200X总辐射表测量太阳辐射,使用Texas Texas TE525倾卸式斗式雨量计测量降雨,使用Vaisala PTA427传感器测量大气压,并使用热电偶或热敏电阻在裸露和草皮覆盖的情况下10 cm深度处的土壤温度。41个CR10数据记录器和9个21X每小时和每天记录和汇总一次数据。所有站点均可通过电话访问:37个具有DC112电话调制解调器(七个具有蜂窝电话),而11个具有VS1语音调制解调器。可通过无线电遥测访问两个电台。

语音调制解调器提供瞬时天气数据(风速和方向,温度,相对湿度以及午夜以来的降水量)。数据可帮助农民决定是否适合地面或空中喷洒农药的合法天气条件。

季节性传感器安装在多个站点以监视特定参数。用额外的HMP35C测量成熟甜菜冠层(距地面一英尺)下的温度和相对湿度。在收获时,几个额外的热敏电阻用于测量甜菜根和冠的温度。太阳辐射是计算作物潜在蒸散量(PET)的重要参数。PET用于计算每日和每周的作物用水量,这有助于农民决定何时以及多少灌溉。

除了基本测量之外,特殊的研究项目还要求某些站点通过Campbell的AM416多路复用器监视其他变量。在与ND运输部的一项联合研究项目中,在公路路面上的14个深度(最大10英尺)处对温度进行了两个监测。作为Sheyenne国家草原的长期NDSU研究计划的一部分,对水井中的地下水位进行监控。作为正在进行的研究项目的一部分,每小时在州内13个站点的12处深度(最大6英尺)处每小时测量一次土壤温度。在另一个站点,在朝北和朝南的斜坡上都记录了土壤温度

为了提供准确,可靠的数据(因为坏数据比没有数据要糟糕),我们集中了资金,制定了质量控制(QC)和预防性维护(PM)的紧急计划。两个日常数据质量控制过滤器可确保质量控制。其中之一是由内布拉斯加州林肯市的高平原气候中心执行的,该中心还检索每日数据。第二个由NDSU的研究专家执行。PM可以最大程度地减少站的停机时间和费用,但需要大量的工厂校准备件,从额外的夹具和传感器到CR10和21X。

每年都要对每个农业气象站进行一次标准检查。我们还将维护每个农业气象站点上发生的所有操作和事件的详细日志。除标准检查外,还存在紧急情况(除了雷击,日光强度计或雨量计漏斗中的鸟粪掉落或太阳能电池板上的积雪),还需要其他旅行。

与Campbell Scientific应用工程师的合作及其通过电话的联系对于查明问题非常宝贵。他们在解决许多特定和异常情况方面的贡献至关重要。在一次四方电话会议的合作中,有一次发现电话线出现问题。保罗,是ND国民警卫队的环保专家(车站的所有者)在车上,约翰在办公室里用计算机监控车站,拉杜和电话公司的哈里斯在车站,坎贝尔科学公司的巴特应用工程师,在犹他州洛根。

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