一、 概述

在越来越大型的城市化过程中，不同源汇和不同机械和热力学相互作用背景下，高塔梯度观测是较有效地表征人类活动、城市建设对城市气象和城市环境变迁影响的观察者和记录者。（Gradient Meteorological Observation System）测量大气中不同高度的风速风向、温湿度、辐射以及不同深度土壤的土壤温度和含水量，适用于不同的下垫面和大气条件， 是边界层气象，农林气象、大气环境监测运用普遍和基本的观测手段，是以空气动力学理论、Monin-Obukhov相似理论在近地表层的，尤其在垂直方向上以湍流交换为基础的物质和能量的传输规律的研究不可替代的观测系统。在风能评估、大气成分扩散乃至核物质、生化物质的传播和作用机理研究中，高塔梯度系统是较稳定的表征空间差异性和时间性的观测系统，是风能预测、污染员环境预报较重要的手段。对于森林生态系统的梯度观测系统，由于森林冠层下的逆梯度现象，以及各种不同植被的相互作用，不同高度的同时观测得以准确地把控细微的空间变异和稳定的时序演替，具有其他系统无法替代的作用。

    BL1000/BL3000梯度气象观测系统测量大气中不同高度的风速风向、温湿度、辐射以及不同深度土壤的土壤温度和含水量，适用于不同的下垫面和大气条件。系统测量的数据能够直接用于计算大气稳定度、湍流强度、平面粗糙度和零平面位移、感热通量、潜热通量、土壤热通量，Monin-Obukhov长度等空气动力学参数，在森林系统中的辐射梯度和PAR梯度，可用于计算群落叶面积指数、有效叶面积指数，林冠结构等；梯度气象观测系统也是涡动协方差系统的重要补充，能够为涡动协方差系统提供重要的气象环境背景资料、梯度气象观测系统包括风温湿梯度观测、辐射收支观测及土壤观测等。

二、 设计依据

1、     《地面气象观测规范》；

2、     《气象仪器和观测方法指南》；

三、 系统组成、原理及性能指标

    系统主要有数据采集、存储和传输单元、气象要素观测单元、供电单元和安装附件组成。系统包括BL1000和BL3000两种配置，BL1000系统主要用于5层（含5层）以下梯度，BL3000用于5层（不含5层）以上梯度气象的测量，测量的层数可个根据用户调整。