Footprints in Micrometeorology and Ecology

نحوه تفسیر اندازه‌گیری‌های هواشناسی انجام‌شده در یک سطح معین بر روی یک سطح با توجه به ویژگی‌های مشخصه‌ای مانند ناهمواری، آلبیدو، گرما، رطوبت، دی اکسید کربن و سایر گازها، یک سوال قدیمی است که به گذشته برمی‌گردد. آغاز ریز هواشناسی مدرن وقتی مشخص نیست که آیا این اندازه‌گیری‌ها فقط برای این نقطه/منطقه معتبر هستند و شرایط آنجا را دقیقاً توصیف می‌کنند، یا اینکه تحت تأثیر نواحی اطراف نیز هستند، چالش‌برانگیزتر می‌شود. پس از 50 سال آزمایش میدانی، این امر آشکار و مشکل ساز شده است که اندازه گیری های هواشناسی از سطوح در سمت باد تحت تأثیر قرار می گیرند. به این ترتیب، گسترش این اندازه‌گیری‌ها برای مکان‌های تجربی ناهمگن نیاز به درک کمی از این تأثیرات دارد. هنگامی که با مدل‌های حمل‌ونقل جوی مشابه مدل‌های آلودگی هوا ترکیب می‌شود، مفهوم «ردپای» - رویکردی اساسی که تقریباً 20 سال پیش معرفی شد - اطلاعاتی را در مورد اینکه آیا شرط همگنی سایت در سمت بالا برآورده شده است یا خیر، در اختیار ما قرار می‌دهد. از زمان این اولین مدل‌ها، توسعه نسخه‌های مبتنی بر علمی، آزمایش‌های اعتبارسنجی و برنامه‌های کاربردی به سرعت پیشرفت کرده است. هدف این کتاب ارائه نمای کلی از این تحولات، تجزیه و تحلیل کمبودهای موجود، توصیف کاربردها و پیشبرد این موضوع در خط مقدم تحقیقات ریز هواشناسی است.

How to interpret meteorological measurements made at a given level over a surface with regard to characteristic properties such as roughness, albedo, heat, moisture, carbon dioxide, and other gases is an old question which goes back to the very beginnings of modern micrometeorology. It is made even more challenging when it is unclear whether these measurements are only valid for this point/region and precisely describe the conditions there, or if they are also influenced by surrounding areas. After 50 years of field experiments, it has become both apparent and problematic that meteorological measurements are influenced from surfaces on the windward side. As such, extending these measurements for inhomogeneous experimental sites requires a quantitative understanding of these influences. When combined with atmospheric transport models similar to air pollution models, the ‘footprint’ concept – a fundamental approach introduced roughly 20 years ago – provides us with information on whether or not the condition of upwind site homogeneity is fulfilled. Since these first models, the development of more scientifically based versions, validation experiments and applications has advanced rapidly. The aim of this book is to provide an overview of these developments, to analyze present deficits, to describe applications and to advance this topic at the forefront of micrometeorological research.