一、系统简介
涡动观测系统,采用涡动协方差原理,是一种微气象学的测量方法,利用快速响应的传感器来测量大气—下垫面间的物质交换和能量交换。是一种直接测算通量的标准方法,是测定生态系统物质、能量交换通量的关键技术。由于测量方式和原理不同,涡动观测系统分为开路涡动观测系统和闭路涡动观测系统。
涡动观测系统可以测量能量通量(显热通量、潜热通量、动量通量)和物质通量(CO2 / H2O / CH4 / N2O)以及一些空气动力学参数等,主要应用于边界层理论研究、大气扩散、能量收支研究、水分等物质收支等众多领域。
通量观测适用于森林、草地、农田、沙漠、城市、水域等各种下垫面环境,被广泛应用于中科院、林科院、气象局、海洋局及各科研领域对区域碳、水循环过程的研究;做为测算生态系统与大气间物质和能量交换信息的有效手段,为分析地圈-生物圈-大气圈的相互作用提供重要的数据基础,为大尺度、长期和连续的科学研究提供支撑。
二、EasyFlux_DL在线处理软件
EasyFlux_DL软件是基于CSI数据采集器开发的一款嵌入式智能涡动相关在线处理软件。以数据采集器为依托,软件具有数据采集、分析、计算、存储和传输等功能;通过3G等无线通讯,用户可直接远程获得最终用于科研的通量数据;并可实现站点组网,远程访问下载数据、设置站点参数等功能。适用于涡动通量研究领域。
EasyFlux_DL智能软件用于自动计算大气边界层的动量、感热、CO2、H2O通量;数据采集器是系统的核心,实现系统控制,传感器测量,数据存储,数据处理并输出的整个过程;下面的流程图解释了在数据采集器内部,数据采集,处理的整个流程;流程包含野点剔除、最大协方差找延时、坐标旋转、 频率订正、超声温度订正(SND)、 WPL订正、源区计算、数据质量等级划分。
三、系统组成
1. 基础版的开路涡动系统的组件
超声波风速计(CSAT3A)
红外气体分析仪(EC150)
集成超声波风速计和红外气体分析仪(IRGASON)
数据采集器
内存扩展模块
2. 扩展版的开路涡动系统的组件(可以在基本版上选择添加下面的传感器)
净辐射传感器(NR-LITE2)
土壤热通量传感器(HFP01SC-L)
土壤温度传感器(TCAV-L)
土壤含水量(CS616-L)
细线热电偶(FW05)
高灵敏度的空气湿度传感器(KH20)
空气温湿度传感器(HMP155A-L)