| |
|
HYDRUS Cosmic模块 – 宇宙射线中子探针
在地基遥感技术中，宇宙射线中子传感（CRNS）在捕获相关尺度的土壤水分方面显示出良好的前景。简言之，快中子是由入射宇宙射线与地球大气层元素之间的核相互作用产生的（Zreda et al., 2008）。当它们到达土壤表面时，会穿透到一定深度，然后被散射回大气层。由于快中子主要被氢原子慢化，近地表处的快中子强度与近地表土壤水分呈负相关。因此，可以通过宇宙射线中子探针（CRNP）测量到的快中子强度来推断土壤水分（Zreda et al., 2008）。CRNP测量以探测器为中心的圆形足迹范围内的积分土壤水分。该半径根据场地条件在130至240米之间变化，远大于土壤水分模式的典型空间相关长度（Western et al., 2004）。
CRNP测量的穿透深度在湿润土壤的15厘米到干燥土壤的55厘米之间变化（Schrön et al., 2017）。由于这种大样本体积，CRNP数据的信息含量有可能改善陆地表面模型有效土壤水力参数的估算，因为样本体积与模型分辨率之间的尺度不匹配要小得多。
H1D Pro软件包中包含的Cosmic模块（兼具正演和反演模式）可以评估使用宇宙射线中子探针（Cosmic Ray Neutron Probe）收集的数据。该模块使用基于物理的宇宙射线土壤水分相互作用代码（COSMIC）（Shuttleworth et al., 2013）来计算给定土壤水分剖面的地上中子强度。
测试示例
- 项目组：宇宙射线（Cosmic Ray）
- 描述：演示使用HYDRUS-1D特殊计算模块评估宇宙射线中子探针收集数据的示例。这些示例是为验证COSMIC模块而开发的（Brunetti et al., 2018），并随HYDRUS安装时一并提供。
| 项目 |
描述 |
| Cosmic |
宇宙射线中子探针数据分析——合成示例（Brunetti et al., 2019）。 |
| CosmicInv |
宇宙射线中子探针数据分析——合成示例（Brunetti et al., 2018）。反演模式。 |
技术与用户手册
- Brunetti, G., J. Šimůnek, and M. Šejna, HYDRUS的COSMIC模块：模拟宇宙射线中子与土壤的相互作用以估算地上快中子计数，Version 1.0，PC Progress，布拉格，捷克共和国，15页，2025年。（PDF 0.4MB）
参考文献
- Brunetti, G., J. Šimůnek, H. Bogena, R. Baatz, J. A. Huisman, H. Dahlke, and H. Vereecken, 《关于宇宙射线中子在贝叶斯优化土壤水力特性中的信息含量》，Vadose Zone Journal, 18(1), 180123, 24页, doi: 10.2136/vzj2018.06.0123, 2019年。
- Shuttleworth, J., R. Rosolem, M. Zreda, and T. Franz, 《用于数据同化的宇宙射线土壤水分相互作用代码（COSMIC）》，Hydrol. Earth Syst. Sci., 17, 3205-3217, doi: 10.5194/hess-17-3205-2013, 2013年。
应用案例
- Barbosa, L. R., 《基于GIS方法和宇宙射线中子传感的热带湿润地区地下水补给》，博士论文，209页，帕拉伊巴联邦大学（UFPB）– 波茨坦大学（UP），巴西，2020年。
- Barbosa, L. R., V. H. R. Coelho, L. M. Scheiffele, G. Baroni, G. M. R. Filho, S. M. G. L. Montenegro, C. das N. Almeida, and S. E. Oswald, 《基于宇宙射线中子传感的热带湿润实验流域动态地下水补给模拟》，Vadose Zone Journal, 20(4), e20145, 22页, doi: 10.1002/vzj2.20145, 2021年。
- Straface, S., G. F. A. Brunetti, and A. Scozzari, 《推进灌溉策略：使用宇宙射线中子传感、Hydrus-1D和机器学习的土壤水分协同建模》，EGU General Assembly 2024，奥地利维也纳，2024年4月14-19日，EGU24-8793, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu24-8793, 2024年。
- Scheiffele, L. M., M. Munz, T. Francke, G. Baroni, and S. E. Oswald, 《通过将宇宙射线中子传感数据集成到土壤水文建模中增强公顷尺度地下水补给估算》，Water Resources Research, 61, e2024WR037641, 25页, doi: 10.1029/2024WR037641, 2025年。
在线留言
尊敬的客户朋友，如您有任何意见建议，请通过下表反馈给我们，我们会尽快与您联系。
|
|
|
400-621-1085
