OPEC开路涡动（涡动协方差）通量观测系统

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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、系统概述：

  开路涡动系统可以测量感热通量、动量通量、大气和地表面之间其它的通量。这个系统包括一个数据采集器，快速响应、三维超声波风速计和快速响应的标量传感器。一个独立的测量温湿度的低速响应的传感器也是需要的，它测量的数据可以为计算气象变量做参考。水平的风速风向可以被数据采集器计算出来，用三维超声波风速计测量出来的数据。

三、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。

四、系统特点：

• 可定制的系统，可提供一系列的测量选择

• 测量值在时间上是同步的，通过同一个电子设备工作

• 低噪声

• 完全集成的、成套的系统

• 用户可选的输出带宽

• 低功耗，适用于太阳能供电

• 适用于崎岖的环境

• 可以放在野外长期监测

• 扩展的数据存储器，通过压缩闪存卡和存储模块

• 广泛的诊断参数，可以警示可疑数据

• 气体分析仪和超声波风速计都是被托管测量的

五、测量参数：

  二氧化碳通量、水汽通量、动量通量、湍流强度、感热通量、三维超声波风速、超声空气温度、空气温度和大气压力。

六、系统组成：

• 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

• 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）

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