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全向光电传感器设备测量风成沉积物输运活动中尺度变化的效用

DOI：10.1016/j.aeolia.2018.11.003 期刊：Aeolian Research 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 近年来，电子传感器（如声学、压电和光电传感器）已被广泛且有效地用于测量风成输运强度。然而，这些研究大多在野外实验中将设备置于固定方位。这种做法适用于短期微观尺度研究；但对于持续数月甚至数年的长期实验，由于风向变化，固定方向设置并不现实。这一问题最终限制了电子传感器在中观尺度风成研究中的应用。针对这一局限，本文提出一种可测量360度方位角范围内风成输运活动的装置。旋转文格勒装置（RWD）在佛罗里达州圣罗莎岛进行了为期三个月的野外研究。数据显示，主要输运活动与主导风向并不一致。通过弗赖伯格漂移势模型分析数据可进一步阐明该发现的意义。结果表明：基于我们风数据构建的传统弗赖伯格方法推算出向西北方向的净输运漂移；而RWD显示向东北方向的净输运速率仅为前者的三分之一。这些发现凸显了RWD的主要优势——相比严格依赖气象站数据（如弗赖伯格方法）的模型，它能更准确地测量中观尺度输运活动及相应的沙丘发育情况。RWD的另一优势是可长期无人值守运行，同时提供微观尺度输运动态的高分辨率数据。
作者： Phillip Schmutz，Tynon Briggs，Peter Tereszkiewicz
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为解决中尺度风沙研究中固定方向电子传感器的局限性，通过研发并测试一种可测量360度方位角范围内风沙输运活动的设备，从而实现对沉积物输运和沙丘发育的更精准长期评估。

研究成果

RWD能有效测量中尺度时间范围内的全向风成输运活动，其提供的数据比仅基于气象数据的模型更为精确。该设备支持从微观到中观的跨尺度分析，有助于深入理解沙丘发育与泥沙输运动力学。未来研究可针对不同环境条件优化该装置，并将其应用拓展至其他环境。

研究不足

RWD可能存在惯性摆动和摩擦阻力问题，这可能影响高频测量；该设计可能需要针对不同实验需求进行修改，例如垂直堆叠传感器或使用滚珠轴承。研究仅在单一地点进行，限制了结果的普适性，且未充分解决传感器灵敏度差异可能导致的潜在误差。

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