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　　應(yīng)對惡劣天氣，草原生態(tài)監(jiān)測站能穩(wěn)定工作嗎?

　　草原生態(tài)監(jiān)測站作為掌握草原植被覆蓋、土壤墑情、氣象變化及生物多樣性的核心節(jié)點(diǎn)，常面臨高溫、寒潮暴雪、強(qiáng)風(fēng)沙塵、暴雨洪澇等惡劣天氣的考驗(yàn)。這些天氣不僅可能破壞設(shè)備硬件，還會干擾數(shù)據(jù)采集精度，甚至導(dǎo)致監(jiān)測中斷。那么，在復(fù)雜多變的草原惡劣天氣下，生態(tài)監(jiān)測站究竟能否保持穩(wěn)定工作?答案是肯定的 —— 通過針對性的設(shè)備防護(hù)設(shè)計(jì)、技術(shù)適配優(yōu)化與精細(xì)化運(yùn)維，草原生態(tài)監(jiān)測站可有效抵御惡劣天氣影響，實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

　　從草原最常見的強(qiáng)風(fēng)沙塵天氣來看，監(jiān)測站的核心防護(hù)在于 “防風(fēng)固沙"。草原地區(qū)年平均風(fēng)速可達(dá) 3-5 米 / 秒，春季強(qiáng)風(fēng)伴沙塵時(shí)，風(fēng)速常突破 10 米 / 秒，大量沙塵易堵塞設(shè)備采樣口、磨損傳感器表面。對此，監(jiān)測站的氣象傳感器(如風(fēng)速儀、溫濕度傳感器)均采用流線型防風(fēng)外殼，外殼表面噴涂聚四氟乙烯涂層，減少沙塵附著與摩擦損耗;針對 PM2.5、顆粒物等監(jiān)測設(shè)備，采樣口加裝 “旋風(fēng)式沙塵預(yù)分離器"，通過離心力將粒徑大于 10 微米的沙塵顆粒分離，避免大顆粒堵塞采樣通道。同時(shí)，監(jiān)測站主體支架采用 Q345 耐候鋼材質(zhì)，支架底部與混凝土基座深度錨固，錨固深度達(dá) 1.5-2 米，可抵御 12 級以下強(qiáng)風(fēng)沖擊，防止設(shè)備倒伏。例如，內(nèi)蒙古錫林郭勒草原的監(jiān)測站，在 2023 年春季遭遇 11 級陣風(fēng)時(shí)，因穩(wěn)固的支架設(shè)計(jì)與沙塵防護(hù)裝置，設(shè)備未出現(xiàn)損壞，數(shù)據(jù)采集始終正常。

　　面對草原冬季的寒潮暴雪天氣(氣溫常低至 - 30℃以下，積雪厚度可達(dá) 50 厘米)，“防寒防凍" 是監(jiān)測站穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。監(jiān)測站的電子設(shè)備艙配備智能恒溫系統(tǒng)，艙內(nèi)安裝 PTC 陶瓷加熱器與溫度傳感器，當(dāng)艙內(nèi)溫度低于 - 10℃時(shí)，加熱器自動啟動，將艙內(nèi)溫度維持在 5-15℃，避免主板、電池等部件因低溫失效;土壤墑情傳感器、地下水位監(jiān)測探頭等埋地設(shè)備，其線纜外層包裹耐寒聚乙烯材質(zhì)，且探頭本身采用耐低溫合金材料，可在 - 40℃環(huán)境下正常工作，防止線纜凍裂或探頭損壞。對于降雪堆積問題，監(jiān)測站的太陽能電池板(部分草原監(jiān)測站依賴太陽能供電)傾斜角度設(shè)計(jì)為 30-45°，便于積雪自然滑落，同時(shí)電池板表面覆蓋防雪涂層，減少積雪附著;此外，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)會在暴雪預(yù)警后，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)查看設(shè)備積雪情況，必要時(shí)派出人員清理關(guān)鍵設(shè)備表面積雪，確保太陽能供電穩(wěn)定與傳感器正常感知。

　　而在夏季高溫與短時(shí)暴雨的雙重考驗(yàn)下，監(jiān)測站需兼顧 “散熱防水"。草原夏季午后氣溫可升至 35℃以上，長時(shí)間高溫會導(dǎo)致設(shè)備芯片過熱、數(shù)據(jù)處理效率下降。監(jiān)測站設(shè)備艙采用雙層中空隔熱結(jié)構(gòu)，外層為防曬涂層鋼板，內(nèi)層為隔熱棉，同時(shí)艙體兩側(cè)開設(shè)百葉窗式通風(fēng)口，配合內(nèi)置軸流風(fēng)扇，形成空氣對流散熱，將艙內(nèi)高溫控制在 40℃以下;對于發(fā)熱量較大的數(shù)據(jù)采集器，其外殼設(shè)計(jì)為鰭片式散熱結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提升散熱效率。針對短時(shí)暴雨可能引發(fā)的積水與雨水滲入問題，監(jiān)測站基座整體抬高 30-50 厘米，高于草原平均積水高度，設(shè)備艙門采用防水膠條密封，所有線纜接口均為 IP67 級防水設(shè)計(jì)，防止雨水進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部造成短路。2024 年夏季，青海湖周邊草原監(jiān)測站遭遇短時(shí)強(qiáng)降雨(1 小時(shí)降雨量達(dá) 25 毫米)，因防水設(shè)計(jì)到位，設(shè)備未出現(xiàn)任何進(jìn)水故障，降雨期間的土壤濕度、降水量等數(shù)據(jù)均完整采集。

　　除了硬件防護(hù)，技術(shù)適配與智能預(yù)警也為監(jiān)測站穩(wěn)定工作提供支撐。監(jiān)測站搭載的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具備 “惡劣天氣自適應(yīng)" 功能：當(dāng)檢測到強(qiáng)風(fēng)、暴雨等天氣來臨時(shí)，自動調(diào)整數(shù)據(jù)采集頻率(如從每 10 分鐘一次提升至每 5 分鐘一次)，確保關(guān)鍵時(shí)段數(shù)據(jù)不缺失;同時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)(如電壓、溫度、傳感器信號)，一旦發(fā)現(xiàn)異常(如因沙塵導(dǎo)致傳感器信號減弱)，立即向運(yùn)維人員發(fā)送預(yù)警信息，便于及時(shí)排查處理。此外，部分監(jiān)測站采用 “雙電源備份" 設(shè)計(jì)，以太陽能供電為主、鋰電池儲能為輔，當(dāng)天氣導(dǎo)致太陽能供電不足時(shí)，自動切換至鋰電池供電，保障設(shè)備連續(xù)運(yùn)行不中斷。

　　當(dāng)然，常態(tài)化運(yùn)維保障是監(jiān)測站抵御惡劣天氣的重要補(bǔ)充。草原生態(tài)監(jiān)測站運(yùn)維團(tuán)隊(duì)會根據(jù)季節(jié)特點(diǎn)制定針對性運(yùn)維計(jì)劃：春季風(fēng)沙季前，全面檢查沙塵防護(hù)裝置與支架穩(wěn)固性;冬季寒潮前，測試恒溫系統(tǒng)與耐寒部件性能;夏季雨季前，排查防水密封與排水設(shè)施。同時(shí)，運(yùn)維人員定期(每 1-2 個(gè)月)前往現(xiàn)場維護(hù)，清理傳感器表面污垢、校準(zhǔn)設(shè)備精度，確保監(jiān)測站始終處于最佳工作狀態(tài)。

　　從防風(fēng)固沙到防寒防凍，從散熱防水到智能預(yù)警，草原生態(tài)監(jiān)測站通過多維度的防護(hù)設(shè)計(jì)、技術(shù)優(yōu)化與運(yùn)維保障，已具備抵御多種惡劣天氣的能力。即便在天氣條件下，也能實(shí)現(xiàn)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行與數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集，為草原生態(tài)保護(hù)、災(zāi)害預(yù)警與科學(xué)研究提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，成為守護(hù)草原生態(tài)的 “堅(jiān)強(qiáng)哨兵"。