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太陽輻射表、溫濕度計(jì)和雨量計(jì)的巧妙利用

從2015年到2017年，南非的西南部經(jīng)歷了連續(xù)三個(gè)干燥的冬天。從2018年開始，開普敦水危機(jī)惡化相當(dāng)嚴(yán)重。為了應(yīng)對(duì)水危機(jī)，政府采取了一系列措施來限制水的消耗，甚至舉行了有趣的比賽——看誰洗的襯衫最少。

通過改變城市生活習(xí)慣，加上在2020-2021年間冬季充足的降雨，開普敦的水壩達(dá)到了100%的水量，開普敦成功避免了最嚴(yán)重的水資源短缺危機(jī)。但是，不久以前的干旱、限水和即將可能到來的嚴(yán)重干旱都讓市政官員始終保持警惕。

在探索該地區(qū)主要水源的所有方案時(shí)，該市在Table Mountain上開始研究霧水收集的可行方案。Campbell Scientific Africa公司作為該地的科學(xué)服務(wù)公司，受托在Table Mountain上安裝了兩個(gè)氣象站，用于評(píng)估兩個(gè)評(píng)估地點(diǎn)的霧水收集的潛在產(chǎn)量。這項(xiàng)評(píng)估工程將在2022年12月完成，一旦項(xiàng)目結(jié)束，這座城市就會(huì)對(duì)霧水收集工程能否以合理的價(jià)格產(chǎn)出大量的優(yōu)質(zhì)水有更好的了解。

讓我們來看看兩個(gè)氣象站的設(shè)備構(gòu)成：

設(shè)備列表

濕溫度計(jì)1  HMP50-ET

濕溫度計(jì)2  HygroVUE5

太陽輻射表 CS320

壓力計(jì) CS106

數(shù)據(jù)采集器 CR800

雨量計(jì) TE525WS-L

測(cè)量原理小課堂

霧水收集的原理是空氣中有一定量的來自海洋的水蒸氣，溫度越高，空氣中的水蒸氣就越多。當(dāng)空氣被風(fēng)沿著一個(gè)梯度向上輸送時(shí)，它與較冷的空氣相互作用就凝結(jié)成了霧。開普敦有兩個(gè)主要風(fēng)向，在冬天，西北帶來了來自冰冷的大西洋的雨水;在夏天，東南風(fēng)從印度洋吹來，通常形成的云霧似乎懸掛在Table Mountain上一般。

在開普敦，夏季是旱季，通常下午起風(fēng)，從南向東南方向移動(dòng)。隨著風(fēng)的加速，Table Mountain的氣溫明顯下降，相對(duì)濕度也急劇增加。當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)，太陽輻照度由1000W/m2下降到100W/m2以下。霧在捕霧器的表面冷凝并積聚成水，再匯集到下方的水槽中，然后再滴入下方的雨量計(jì)中。

幾分鐘后，用作霧水收集的雨量計(jì)開始在數(shù)據(jù)采集器上記錄數(shù)據(jù)，而參考雨量計(jì)沒有降雨記錄，這表明收集的是霧水而不是雨水。