极地冰下温度剖面的观测可为极区科学考察站的建设、南极冰下湖资源的开采等工程提供重要依据。近年来，国内外研制的温度观测系统，主要针对北极海冰环境设计，而南极冰盖下的温度场观测鲜有提及。本文提出一种在南极地区恶劣环境下，基于半导体温度传感器的冰下温度场分布观测系统。通过对电路结构和软件控制流程的设计，解决低温环境下能源消耗过快的问题。针对南极冰盖下单总线信号长距离传输困难的问题，对传输线缆进行分析，重新计算并依据结果调整硬件结构与程序。为检测系统能否满足观测需求，进行了温度精度与系统功耗的测定实验，达到数据稳定回传的目的。系统于中国第35次南极科学考察期间布放在我国南极昆仑站区域，获得超过6个月的南极冰盖温度场观测数据。
极地冰下温度剖面的观测可为极区科学考察站的建设、南极冰下湖资源的开采等工程提供重要依据。近年来，国内外研制的温度观测系统，主要针对北极海冰环境设计，而南极冰盖下的温度场观测鲜有提及。本文提出一种在南极地区恶劣环境下，基于半导体温度传感器的冰下温度场分布观测系统。通过对电路结构和软件控制流程的设计，解决低温环境下能源消耗过快的问题。针对南极冰盖下单总线信号长距离传输困难的问题，对传输线缆进行分析，重新计算并依据结果调整硬件结构与程序。为检测系统能否满足观测需求，进行了温度精度与系统功耗的测定实验，达到数据稳定回传的目的。系统于中国第35次南极科学考察期间布放在我国南极昆仑站区域，获得超过6个月的南极冰盖温度场观测数据。
为了实现冻土观测自动化,河南省气象科学研究所与中国电子科技集团公司第27研究所设计了平面电容冻土传感器,开发了冻土及干土层自动观测系统,在佳木斯国家基准气候站进行试验。对佳木斯站2016～2019三年冻土期的人工和自动冻土观测数据进行分层、逐日的对比分析。分析结果表明:冻土深度第一层上限值在土壤冻结期,人工与自动值一致,差值为0,在冻土融化期,人工与自动值差值范围为-3～+6 cm,人工融化速度略低于自动;冻土深度第一层下限值在冻土冻结期,人工值大多高于自动值,自动最大值出现日期较人工滞后1～2 d,冻土开始融化后,自动观测冻土融化速度较人工慢;2016～2019三年冻土期观测到的冻土深度第二层上、下限数据人工和自动观测数据一致性较好。冻土及干土层自动观测系统故障率低,运行稳定,能在冻土期连续观测数据,数据准确率基本符合地面气象观测业务需求,适用于冻土自动化观测业务。
为了实现冻土观测自动化,河南省气象科学研究所与中国电子科技集团公司第27研究所设计了平面电容冻土传感器,开发了冻土及干土层自动观测系统,在佳木斯国家基准气候站进行试验。对佳木斯站2016～2019三年冻土期的人工和自动冻土观测数据进行分层、逐日的对比分析。分析结果表明:冻土深度第一层上限值在土壤冻结期,人工与自动值一致,差值为0,在冻土融化期,人工与自动值差值范围为-3～+6 cm,人工融化速度略低于自动;冻土深度第一层下限值在冻土冻结期,人工值大多高于自动值,自动最大值出现日期较人工滞后1～2 d,冻土开始融化后,自动观测冻土融化速度较人工慢;2016～2019三年冻土期观测到的冻土深度第二层上、下限数据人工和自动观测数据一致性较好。冻土及干土层自动观测系统故障率低,运行稳定,能在冻土期连续观测数据,数据准确率基本符合地面气象观测业务需求,适用于冻土自动化观测业务。
本文介绍如何利用虚拟仪器技术搭建一个简便高效的冻土模型温度观测系统。文章详细讲解热敏电阻温度观测系统的原理、软硬件系统及精度分析。