DOZ-1型电阻冻土自动观测仪设计与试验

苗传海，沙 莉，郭宗凯，孙玉珍，郑 石，仁德发

(1.辽宁省气象装备保障中心，沈阳 110000；2.沈阳新力新信息技术有限公司，沈阳 110000)

0 引言

冻土是气象要素之一，是在气温下降到0 ℃或以下时的自然现象，是土壤性状的一个重要表现形态。季节性冻土深度随着气候环境变化而变化[1-3]，冻土监测对农业、建筑业具有广泛的影响[4-6]。为了改善人工方法观测冻土，提高资料的准确度，近些年研究者采用电阻法、射线法、电容法、时域反射法(TDR)及红外遥感法等开展了多方面的尝试。如张廷军[7]等采用可见光、红外及主动(被动)微波遥感技术监测冻土变化；李鹏[8]等设计电容式冻土传感器；刘银锋[9]等应用土壤介电特性监测冻土。此外，罗斯琼[10]等从气候变化角度推算了土壤冻融变化。各类研究对土壤冻融监测的精确性都有较大的推进作用，但仍没有达到与自动化气象站联网的需求。冻土深度是列入国家《地面气象观测规范》[11]的气象观测要素，到目前为止仍使用达尼林冻土器，停留在人工观测阶段。为有效避免人工观测产生的误差数据准确性的影响，同时满足冻土仪器的自动化观测，基于TB1型冻土器的感应内管的理念，于2016年10月上旬将原有的传统人工观测改进为机械手自动化观测，使冻土传感器分辨力、冻土层深度的精准识别及观测仪器的可靠性与稳定性得到大幅提升。2017年9月中旬确定研制电阻式冻土传感器，并在结构设计、加工工艺和软件阈值判断等方面进行了研究。……