Low-Cost Radiation Shielding for Use in Mapping the Thermal Environments of Rangeland Animals

Abstract

Variations in its thermal environment can influence how an animal utilizes a rangeland landscape. Mapping the spatial and temporal air temperature patterns throughout a landscape may be helpful in predicting range animal distribution and habitat use. Many sampling points are required to effectively map air temperature levels throughout extensive and topographically diverse rangelands. Self-contained air temperature data loggers are commercially available, but these require shielding from solar radiation to provide accurate measurements. Commercial shields are expensive and fragile. A low-cost, robust, and effective alternative to commercial shields is needed for air temperature mapping applications. Two types of shields, vented cylinder and inverted-U shaped, were constructed from PVC pipe. Temperature loggers protected in either of these shielding types provided more accurate air temperature measurements than unshielded loggers. Temperature measurements from loggers protected by inverted-U shields were within ±2.5°C of a reference instrument in 94.7% of 2 496 observations. About 86.2% of observations acquired by loggers within vented-cylinder shields were within ±2.5°C of the reference. Conversely, only 66.1% of the measurements from unshielded loggers were within ±2.5°C of the reference. Both shielding types were designed to be attached to a swiveling mounting system, thus avoiding damage by animals and eliminating the need for protective exclosure fencing. Materials costs for constructing either shield type, including the mounting system, were $8.00 or less. In contrast, commercially available radiation shields with mounting hardware cost $75.00 or more. Compared to the use of commercial shielding, construction and deployment of these PVC-pipe shields would reduce the cost, time, and labor required to collect accurate air temperature data at many points across an extensive landscape. Las variaciones en el ambiente térmico pueden influenciar como el animal utilza el pastizal. Mapear los patrones temporales y espaciales de la temperatura del aire a través del paisaje puede ser útil para predecir la distribución animal y el uso del hábitat. Se requieren muchos puntos de muestreo para mapear efectivamente los niveles de la temperatura del aire a lo largo de paisajes extensos y topográficamne diversos. Registradores de datos de la temperatura del aire están comercialmente disponibles, pero estos requiren protección de la radiación solar para proveer mediciones certeras. Los protectores comerciales son muy caros y frágiles. Se necesita una alternatia de protección de bajo costo, fuerte y efectiva para las aplicaciones de mapeo de temperaturas del aire. Se construyeron dos tipos de protectores con tubo de PVC, un cilindro ventilado y uno con forma de U invertida. Los medidores de temperatura protegidos con cualquiera de estos tipos de protección proveyeron mediciones de temperatura más certeras que los medidores sin proteger. Las lecturas de temperatura de los medidores con protectores en U invertida estuvieron dentro de ±2.5°C del instrumento de referencia en el 94.7% de 2 496 observaciones. Aproximadamente 86.2% de las observaciones adquiridas por los medidores dentro de los protectores de tubo ventilado estuvieron dentro de ±2.5°C de la temperatura de referencia y de los medidores sin protección solo el 66.1% de las mediciones estuvieron en este rango. Ambos tipos de protección fueron diseñados para ser fijados en un sistema flexible que evita el daño por animales y elimina la necesidad de una cerca de exclusión para protección. Los costos de los materiales para ambos tipos de protectores, incluyendo el sistema de montaje fue de 8.00 dólares o menos. En contraste, los protectores de radiación comercialmente disponibles cuestan 75.00 dólares o más. Comparado con los protectores comerciales, la construccción y desarrollo de estos protectores de tubo de PVC pudieran reducir los costos, tiempo y trabajo requerido para colectar datos certeros de temperaturas del aire en muchos puntos a través de un paisaje extenso.