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渦動協(xié)方差及能量平衡

更新時間:2021-11-23      瀏覽次數(shù):351

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。

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