渦動協(xié)方差及能量平衡

更新時間：2021-11-23

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采用渦動協(xié)方差系統(tǒng)測量H2O、CO2和熱通量，可以計算出顯熱通量、潛熱通量和二氧化碳通量，副產(chǎn)品有動量通量和摩擦風速等

主要系統(tǒng)部件:

※ 數(shù)據(jù)采集器

※ 三維超聲風速儀

※ CS7500A 或 KH20 濕度儀

可測量的變量:

※ 風和溫度通過 CSAT3

※ CO2 和 H2O 摩爾密度通過 CS7500A

※ H2O 密度通過KH20

儀器組成及原理：

渦動協(xié)方差系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器和三維超聲風速儀、LI7500A CO2/H2O分析儀等組成。

數(shù)據(jù)采集器控制整個系統(tǒng)的測量、采集、數(shù)據(jù)運算及存貯。

三維超聲風速儀測量空氣的三維風速及超聲虛溫，LI7500A測量空氣中的CO2和H2O氣體含量，這兩種傳感器測得的數(shù)據(jù)構(gòu)成了渦動協(xié)方差系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集器在線計算或研究者離線處理，可得到CO2通量、潛熱通量、顯熱通量、空氣動量通量、磨擦風速等，這些特征是用于渦動協(xié)方差研究的主要參量。

在渦動協(xié)方差研究中，還有必要測量研究區(qū)域的能量平衡。太陽輻射（向下短波輻射，及DR）進入地球大氣層，經(jīng)過直射、散射、轉(zhuǎn)化等機制作用后，在大氣中形成既有向下的短波輻射（DR）和長波輻射（DLR），也有向上的矮波輻射（UR）和長波輻射（ULR）。在這個系統(tǒng)中，CNR1凈輻射傳感器測量了這些輻射分量和總的結(jié)果（凈輻射Rn）；HFP01SC熱通量板測量約5cm處的土壤熱通量，TCAV平均熱電偶探頭用于測量土壤儲熱，CS616用于測量土壤中的水的儲熱；這些量和渦動協(xié)方差系統(tǒng)所測的顯熱及潛熱，用于考察研究區(qū)域的能量平衡。

由于LI7500A和三維超聲風速儀各自的測量機制，它們的測量都容易受降雨影響，光合有效輻射傳感器所測數(shù)據(jù)可用于CO2通量的后期修正。