Wind speed influences corrected Autocalibrated Soil Evapo-respiration Chamber (ASERC) evaporation measures - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems Discussions Année : 2022

Wind speed influences corrected Autocalibrated Soil Evapo-respiration Chamber (ASERC) evaporation measures

Résumé

Soil evaporation concerns water and our life support sources, which are important for agriculture or for climate change prediction science. A simple instrument based on the nonsteady-state (NSS) technique for soil evaporation measurement appears suitable. However, because the NSS chamber technique is highly invasive, special care should be provided to correct the wind speed influence on the evaporation process. Soil evaporation is a complex process that involves many soil and air characteristics. Measurement chamber installation on the soil and its head deployment may perturb these characteristics. We therefore had to minimize differences or to correct the measurements. Most of the differences between bare soil and soil with a deployed chamber head can be minimized, except for the wind speed influences that are not reproducible inside a chamber head. Meanwhile, as the wind influences depend on numerous variables that are not monitorable in real time, a self-calibrating chamber with a corresponding protocol called the Autocalibrated Soil Evapo-respiration Chamber (ASERC) was developed to make the measurements easily corrigible on bare soil with a unique variable (wind speed, WS), regardless of the soil composition, soil texture, and other soil or air meteorological variables. A simple protocol followed by this chamber allows us to determine the soil evaporation wind speed susceptibility (Z) and to correct the measurements achieving 0.95 as the coefficient of determination. Some interesting findings on sandy and clayey soil evaporation measured during laboratory calibration and “slow” sensor simulation will also be reported in the two appendices.
L'évaporation du sol concerne l'eau une de nos ressources vitales, importantes pour l'agriculture ou pour la science du changement climatique. Un instrument simple basé sur la technique de chambres dynamiques (NSS) pour la mesure de l'évaporation du sol est approprié. Cependant, comme la technique de la chambre NSS est très invasive, des précautions particulières doivent être prises pour corriger l'influence de la vitesse du vent sur le processus d'évaporation. L'évaporation du sol est un processus complexe qui implique de nombreuses caractéristiques du sol et de l'air. L'installation de la chambre de mesure et le déploiement de sa tête peuvent perturber ces caractéristiques. Il faut donc minimiser les perturbations et corriger les mesures. La plupart des différences entre le sol nu et le sol avec une tête de chambre déployée peuvent être minimisées, à l'exception des influences de la vitesse du vent qui ne sont pas reproductibles à l'intérieur d'une tête de chambre. Pendant le déploiement, comme les influences du vent dépendent de nombreuses variables qui ne sont pas mesurables en temps réel, une chambre d'auto-étalonnée avec un protocole de mesure correspondant appelée la chambre d'évapo-respiration du sol autocalibrée (ASERC) a été développée pour rendre les mesures facilement corrigibles sur sol nu avec une variable unique (vitesse du vent, WS), indépendamment de la composition du sol, de la texture du sol et d'autres variables météorologiques du sol ou de l'air. Un protocole simple suivi par cette chambre nous permet de déterminer la sensibilité d'évaporation du sol à la vitesse du vent (Z) et de corriger les mesures en obtenant 0,95 comme coefficient de confiance. Quelques résultats intéressants sur l'évaporation des sols sableux et argileux mesurés lors de l'étalonnage au laboratoire et de la simulation de capteurs « lents » seront également rapportés dans les annexes.
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Dates et versions

hal-03648825 , version 1 (22-04-2022)

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Citer

Bartosz Zawilski. Wind speed influences corrected Autocalibrated Soil Evapo-respiration Chamber (ASERC) evaporation measures. Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems Discussions, 2022, 11 (1), pp.163-182. ⟨10.5194/gi-11-163-2022⟩. ⟨hal-03648825⟩
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