梯度气象监测系统测量的是一个垂直方向空气、土壤不同高度和深度的气象要素，空气中测量的是风速风向、温湿度、辐射、降雨、大气压以及二氧化碳、水汽等气体成分；土壤中测量的是温度、湿度、盐度、热通量等。
梯度气象监测系统适用于不同的下垫面和大气条件，是监测大气边界层气象、农林气象、大气环境运用*普遍和*基本的系统，该系统以空气动力学理论、Monin-Obukhov相似理论为基础，研究的是近地表层、垂直方向上湍流交换以及物质和能量的传输规律。同时也应用在风能评估、大气成分扩散乃至核物质监测、生化物质传播和作用机理中。
梯度气象监测系统中的百米高塔系统是比较典型的表征空间差异性和时间性的监测系统，在风能预测和大气污染环境预报中有很好的应用。对于森林生态系统而言，森林树冠高大，林木稠密，只有使用高于森林植被冠层高度的高塔系统才能把林下、林内、冠层上三个层次的微气象要素监测到，为森林生物多样性、生态系统的稳定、林木的保护、病虫害防治提供相应的气象要素的参考。
梯度气象监测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、大气各种成分的通量、土壤热通量、Monin-Obukhov长度等微气象参数；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。
梯度气象监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，如梯度气象监测系统测量得到的风、温湿梯度观测、辐射收支观测及土壤观测等。梯度气象监测系统中的探头具有高分辨率、高一致性、秒级响应速度、长期可靠性等特点，能够真实反映出监测区域的气象因子变化情况，获得的数据能够满足空气动力学、能量平衡、物质平衡模式运算的精度和可靠性要求。
梯度气象监测系统符合《中国气象局地面气象监测规范》和世界气象组织（WMO）的相关规范标准，便于进行不同系统的比对研究。梯度气象监测系统所建立的塔架平台还可以为其他研究项目提供了有效的载体。
梯度气象监测系统根据研究的具体需求进行程序的预制，实现自动定时采集、计算、处理、显示、存储和传输，自动化监测减轻了工作人员的劳动强度。
匹配涡动协方差监测系统
梯度气象监测系统中的辐射收支测量配置的是一块四分量净辐射表CNR4或采用更高精度的CMP21和CGR4组合高精度净辐射传感器，测量研究区域的太阳辐射收支及净辐射能量（包括短波和长波）收支情况。辐射能量与土壤热通量、开路涡动协方差所测的显热/潜热一起，构成了一个完整的能量平衡系统，能量平衡的闭合程度是检验开路涡动协方差观测数据质量的一个重要参考方面。地下土壤部分包括土壤温度/土壤湿度/土壤热通量观测等，涵盖了土壤水分和能量研究。
系统特点：
1、系统的数据采集器精度高，可灵活设置采样间隔和数据处理间隔
2、系统的传感器选用科研级别的风速风向、空气温湿度、辐射传感器、土壤探头
3、多种通讯方式（MD 485的多点总线方式、电台无线方式、GPRS/CDMA公网通讯、WIFI无线、光纤通讯、卫星通讯等）可选
4、通讯方式灵活，可以实现远程监控，多点组网
5、系统存储数据的CF卡容量*大为16G
6、供电方式多样化，有太阳能、风光互补、交流电等可选
7、可以安装网络摄像头，实时监控
8、系统硬件部分都有低温扩展，可以适应荒漠、极地、冰川、高山、草原、森林等小气候环境
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