研究筆記 - 給台大實驗林夥伴幫助
緣起
- 臺大實驗林的研究人員，這兩年正專注於關心溪頭地區雲霧消失的議題
- 請參考
簡單的起始建議
- 哈爸粗淺的了解，你可以用目前 LASS 零件包+Scott 的殼，做個開始
- Field Try 的零件包
- Scott 的殼
開始給出的幫助
- 已建立討論串，加入設備，無人機，與資料團隊高手進入
- 已建立討論頁，收集相關資訊
問題描述
- 臺大實驗林位於南投縣，屬於國立臺灣大學的下屬機構，管轄約3萬公頃的林地，分布海拔從200m至玉山近4000m，可算是台灣的縮影。因此從日據時代就開始進行氣候監測、生態調查與森林管理相關試驗研究。在氣候觀測部分我們在不同的區域持續觀測數十年，近年來持續改善為自動化觀測與回傳，如此可增加我們的觀測品質。藉由這些資料與遙感探測的技術，我們模擬了轄區內的未來氣候情形，大致上瞭解海拔200m及4000m兩塊區域為未來氣候變遷（全球暖化）的熱點，也就是比較容易有衝擊的區域。此外，溪頭地區是著名的森林遊樂景點，因此長年有相當多的遊客照訪，從2001年的桃芝颱風造成園區相當大的損壞，致使遊客降至40萬後，接下來遊客持續增加，去年已經超過200萬的遊客，這還不包括去妖怪村等周遭景點但沒有進去溪頭自然園區的遊客數。也因此，我們也開始關注這麼多的遊客是否可能造成氣候、生態的衝擊。由於我從20年前來溪頭實習至10年前開始於此工作，主觀的經驗告訴我，這幾年溪頭的雲霧有明顯減少的趨勢。藉由觀測儀器得到的結果是：2011年的霧日發生率為75％，但2015年降至58％，這個現象就值得我們關注了（也屬氣候變遷，但主要非全球暖化，而是區域變遷所致）。在台灣森林區域中，有一塊稱為霧林帶，許多珍貴的樹種均僅能於此區塊生存，包括紅檜、扁柏等，因此雲霧的消失，代表著有很大一塊的森林面臨潛在的影響，溪頭也算是霧林帶的區域之內。
- 因此這幾年開始想要瞭解溪頭成霧減少的因素。我的研究包括佈增設三個的簡易能見度與溫濕度觀測，採用研究界常用的設備(當然比較貴，但穩定)；另也於2014年10月開始於溪頭內，用UAV綁Arudino結合觀測PM2.5、溫濕度、光、大氣壓力等資料，每半個月執行一次飛行任務，每個任務為3小時飛一次，共飛24小時，也就是8次。飛行高度離地1.2公里，目前已經可飛到2.0KM。上述的研究僅是讓我能初期瞭解雲霧時空分布與雲霧厚度，但無法解決為何雲霧上移或無法成霧的主要原因。因此去年起我開始規劃如何於溪頭往低海拔觀測(因為溪頭的霧屬於升坡霧，多藉由白天的谷風抬升水氣，再因溫度降低後達露點溫度而凝結成霧)，但問題在於Arduino無法有效長期觀測，因此目前一直有瓶頸，除了買的Arduino都是大陸製品不穩定外，程式寫法可能也不是很成熟所致。直到去年底發現Ardafruit feather datalogger，我認為這是個比較合適的板子(省電且SD卡已內嵌)，因此今年開始我又持續開發PM2.5及溫濕度的datalogger.如Facebook所提，目前第一個雛形已經放在溪頭觀測。
- 這個議題必須考量時空的問題，除了現場觀測，仍須衛星影像及模式協助，很難一個人搞定。我目前希望整合大家的力量來協助處理的現場觀測的部分，包括：
- 1. 在竹山往溪頭的國小及溪頭有網路的點（共10個），放置你們LASS的觀測系統，但設備上需要將PM2.5與SHT31延伸放在標準的通風筒觀測。這個設備希望能長期觀測，或能以Watchdog讓它有異常時重開機的能力。我希望能有人協助製作10個成品來觀測。
- 2.若於無網路與AC電力的觀測點，我則希望採用Ardafruit feather datalogger離線觀測，再定時去收資料。當然不一定要Ardafruit feather datalogger，這只是我目前覺得最穩定、小巧、省電的板子，比較適合放在野外使用。第一階段約需有人協助製作5組。由於已經有了雛形，需要有人願意將其優化並做成成品。第2階段會想放置在深山裡，也許半年～1年才能去一趟，因此需要非常省電也很耐用的設備，希望第一階段能逐漸調教到穩定地步，再來考量第2階段的需求。
- 3.UAV部分，因為一個人要飛24小時，實在太累了，因此若有人願意接手，那就太好了。夏季飛到1.2km是不夠的，因此希望有人能飛到2.5km以上，這也必須與民航局及空軍談(這部分我會處理)。
- 費用部分，我仍有一些經費，若不會太多，我仍可支持此計畫與LASS部分的需求。
以上！還請指正！謝謝。
外行提問區
- 霧,用觀測儀器,如何測得(需要哪些條件判斷),發生率又是如何計算出來呢?
- 霧和霾害如何分辨，有沒有辦法用濕度，溫度, 與 PM2.5 感測器，分出霧或是霾？
- Ardafruit feather datalogger應該是不需要，台灣是科技之島，這些設備的問題都是小問題。
- 同意，我們是設備專家，不用擔心。您可以看一下目前的 LASS, 再想這個問題
系統改善討論
以目前的 LASS 會建議怎麼運行
在固定的觀測點，上 LASS 點，系統會在沒有 Wifi AP 時自動記錄，等 Wifi 出現時，會自動連上線，將資料傳出來。所以只要定期走到設備旁邊，就可以將資料上傳到 server, 後面接軌很多的分析方式
飛天感測，可參考目前飛天感測目前的建議，觀念是一樣的，去飛的時候就 log, 回來的時候就上傳，目前飛天感測感測是每五秒，感測一次。因應快速距離的移動，以及短短的觀測時間
如果有幾個感測點，可以用比對觀測的方式，觀察雲霧形成的時間差。請 參考
對 LASS 目前狀態來說，長期觀測只需要解決電源的問題，放個大電池最簡單。需要的時候，阿海方法多的是