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涡动协方差数据处理程序

简要描述:EasyFluxTM-DL涡动协方差数据处理程序 是 Campbell Scientific 新推出的免费通量在线计算程序,适用于含有 CR6 或 CR1000X 数据采集器的开路和闭路涡动协方差通量测量系统,通过应用科技文献中普遍使用的修正方法,处理原始的时间序列数据,最终计算得到经过完全修正的 CO2 通量、潜热(水汽)通量、显热通量以及动量通量的结果。

产品概述
品牌自营品牌应用领域环保,农业,地矿,能源,交通

EasyFluxTM-DL涡动协方差数据处理程序 是 Campbell Scientific 新推出的免费通量在线计算程序,适用于含有 CR6 或 CR1000X 数据采集器的开路和闭路涡动协方差通量测量系统,通过应用科技文献中普遍使用的修正方法,处理原始的时间序列数据,最终计算得到经过完全修正的 CO2 通量、潜热(水汽)通量、显热通量以及动量通量的结果。

在 EasyFluxTM-DL 面世之前,涡动协方差系统仅可以在线粗略地估算各通量值,用户需要使用 PC 版的通量后处理软件来计算完全修正的通量结果。现在,随着超高性能的 CR6 和 CR1000X数据采集器的问世,在每一个平均周期结束之后,就能在线输出完全修正的各通量值。

EasyFluxTM-DL 已经在多个站点进行了测试,涵盖了多种环境条件,包括灌溉苜蓿地、草原、玉米、开阔水域、森林和沙漠等多种下垫面环境。测试结果与使用传统的PC 版应用软件得到的通量一致。


优势与特点

无需花费大量精力后处理庞大的原始时间序列数据,即可快速获取最终的通量结果。

生成的通量输出表格比时间序列表格小,这样用户就能够通过手机网络、电台或其它低带宽远程通讯手段来频繁下载通量数据。

与通过 PC 后处理软件得到的通量相匹配(假设对原始数据进行相同的过滤方式,并选择相同的修正步骤)。

同时保存原始时间序列数据到 SD 闪存卡,以备后处理之需要。

包含数据质量诊断和足迹评估。

将未修正数值和中间处理数值输出到审计数据表格,用于详细的数据检视。

支持的仪器及传感器

Campbell Scientific 所有通量观测系统,包括开路,闭路通量观测系统

可选:

FW05、FW1 或 FW3 微丝热电偶

HygroVUE10 或 HMP155A 空气温湿度

SN500、CNR4、NR01 或 NR-LITE2 净辐射仪

CS320 或 CS301 总辐射传感器

CS310 光量子传感器

SI-111 红外温度传感器

TE525MM 翻斗式雨量筒

TCAV 土壤平均温度探头(数量可多达 3 个)

CS616 或 CS650 土壤含水量探头(数量可多达 3 个)

HFP01 或 HFP01SC 土壤热通量板(数量可多达 3 个)

如使用者需要不同的传感器组合,可由自己或我们工程师改变以上配置,并对程序进行相应的修改,以满足多变要求。


主要的修正及处理步骤

野点去除和过滤 10 Hz 原始数据:综合使用三维超声风速仪和红外气体分析仪的诊断值、信号强度和测量阈值

坐标旋转:可选两次旋转 (Tanner and Thurtell, 1969),或平面拟合 (Wilczak, 2001)

协方差:通过计算 CO2 和 H2O 通量的值来把CO2 和 H2O 测量值与三维风速测量值分别进行同步 (Horst and Lenschow, 2009; Foken et al, 2012),并加入额外约束来保证同步使其合理。

频谱修正:使用频谱修正方法,包括协谱订正 (Moore,1986; Dijk, 2002; Moncrieff et al, 1989)、传输函数用于时段平均订正 (Kaimal et al, 1989)、测量路径 / 体积平均 (Moore 1986; Moncrieff et al, 1997; Foken et al, 2012; Dijk, 2002)、时间常数 (Montgomery, 1947; Shapland et al, 2014; Geankoplis, 1993) 以及传感器空间分离订正 (Horst and Lenschow, 2009; Foken et al, 2012)

SND 修 正: 应 用 改 进 的 SND 订正方法 (Schotanus et al.,1983),并遵循 Van Dijk (2002) 所列出的完成方案概要,从超声显热通量推导显热通量。另外,如果使用了我们所提供的 FW05、FW1 或 FW3,也可从之计算得到直接测得的完全修正的显热通量。

空气密度波动修正:应用 WPL 方程 (Webb et al., 1980)

数据质量分级:依据 Foken et al (2012),综合稳态条件、下垫面湍流特征值和风向来计算数据质量分级

足 迹 评 估: 使 用 Kljun et al. (2004) 或 Kormann and Meixner (2001) 来计算足迹特征

能量闭合:如果使用了能量平衡传感器,可以通过综合能量平衡测量、修正的显热通量和潜热通量来计算能量闭合度


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