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ボーエン比測定システム

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原理 ボーエン比 B は水平方向の一様性など、いくつかの仮定を用いると、以下のように表されます。

潜熱フラックスを Le
顕熱フラックスを Hとすると

B = H/Le=(PCp/λε)(T1-T2)/(e1-e2)

ここで、P:気圧、λ:潜熱、ε:水の分子量/乾燥空気の分子量=0.622、Cp:定圧比熱

つまり、温度差(T1-T2)と、水蒸気圧の差(e1-e2)を測定すると、Bを求めることができます。

地表面の熱収支の式
Rn = G +H +Le
より、正味放射量 Rn と G を測定すると、H と Le を求めることができます。
H = (Rn - G)/( 1 + 1/B)
Le = (Rn - G)/(1 + B )
測定
方法

温度差と水蒸気の差を正確に測定するのは非常に困難です。
以下の原理で気温と、水蒸気圧を測定します。

<気温測定>
このシステムは、気温の測定に、放射の影響の非常に小さい極細熱電対センサーを使用します。
多少の放射(日射)の影響はありますが、上下のセンサーに均等に影響するので温度差を
正確に測定することができます。シェルターは使用しません。

<水蒸気圧測定>
水蒸気の測定には、鏡面反射センサーを使用します。ポンプで2高度のエアーを吸引し、
1台のクールドミラーセンサーで露点温度を測定します。
これにより、器差はキャンセルされます。

<電源>
24Wのソーラーパネルと、50Ahのバッテリーで、無電源連続駆動可能。



システム例

現在、鏡面式露点計を用いたシステムは製造中止となっているので、
以下は、一般的な温湿度計を用いたボーエン比システムの例です。



以下の、クールドミラー(鏡面冷却)方式ボーエン比測定は露点温度センサー製造中止のため、システムの販売を中止しました。
修理、消耗品については当面対応していきます。
ボーエン比測定システム

温度:極細熱電対
湿度:cooled mirror

パネル全面はフローメーター、パネル後ろのタンクは、ミックスチャンバー(混合)
下がデータロガー(CR10X)、右に見える腕2本が気温差とエアーの取り入れ口
エアーポンプはパネルの後ろで見えない。エアー上下切替の電磁弁は左後ろ。
(筑波大学地球科学提供)
2組のシステムの比較観測例

真ん中が24W太陽電池パネル。白いボックスの下に50Ahの鉛蓄電池

アーム先端が温度センサー(細くて見えない)0.07mm熱電対

アーム中央の丸いものがエアー取り入れ口のフィルター

上下のアームは1〜2mの間隔。

(気象研究所提供)

6月18日のエネルギー収支日変化
Rn:正味放射 H:顕熱 E:潜熱 G1:地中熱流量
縦軸は(W/m2)、横軸時刻 昼間のボーエン比は0.6ぐらい
水田上のボーエン比測定例

同時に、風速、正味放射量、表面温度、日射量アルベド、水温、水位、地中熱流量などを水田の中で測定。

筑波大学農林技術センター
実験ほ場内での観測
1998年7月撮影
(千葉大学地球科学提供)
大豆畑上のボーエン比測定例

同時に、風速、正味放射量、日射量アルベド、地中熱流量を測定。
上下アームは1m間隔
ボーエン比は0.4位

1998年10月撮影
(農業環境技術研究所提供)

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TEL:03-3988-6616 FAX:03-3988-6613
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