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涡动协方差及能量平衡

更新时间:2021-11-23      浏览次数:220

采用涡动协方差系统测量H2O、CO2和热通量,可以计算出显热通量、潜热通量和二氧化碳通量,副产品有动量通量和摩擦风速等

主要系统部件:

※ 数据采集器

※ 三维超声风速仪

※ CS7500A 或 KH20 湿度仪

可测量的变量:

※ 风和温度通过 CSAT3

※ CO2 和 H2O 摩尔密度通过 CS7500A

※ H2O 密度通过KH20

仪器组成及原理:

涡动协方差系统由数据采集器和三维超声风速仪、LI7500A CO2/H2O分析仪等组成。

数据采集器控制整个系统的测量、采集、数据运算及存贮。

三维超声风速仪测量空气的三维风速及超声虚温,LI7500A测量空气中的CO2和H2O气体含量,这两种传感器测得的数据构成了涡动协方差系统的原始数据,经数据采集器在线计算或研究者离线处理,可得到CO2通量、潜热通量、显热通量、空气动量通量、磨擦风速等,这些特征是用于涡动协方差研究的主要参量。

在涡动协方差研究中,还有必要测量研究区域的能量平衡。太阳辐射(向下短波辐射,及DR)进入地球大气层,经过直射、散射、转化等机制作用后,在大气中形成既有向下的短波辐射(DR)和长波辐射(DLR),也有向上的矮波辐射(UR)和长波辐射(ULR)。在这个系统中,CNR1净辐射传感器测量了这些辐射分量和总的结果(净辐射Rn);HFP01SC热通量板测量约5cm处的土壤热通量,TCAV平均热电偶探头用于测量土壤储热,CS616用于测量土壤中的水的储热;这些量和涡动协方差系统所测的显热及潜热,用于考察研究区域的能量平衡。

由于LI7500A和三维超声风速仪各自的测量机制,它们的测量都容易受降雨影响,光合有效辐射传感器所测数据可用于CO2通量的后期修正。

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