EasyFluxTM-DL [DL代表数据采集器] 是Campbell新推出的免费下载的CRBasic程序,适用于含有Campbell数据采集器的开路式涡度协方差通量测量系统,输出经过完全修正的CO2 通量、潜热(水汽)通量、显热通量以及动量通量。通过应用从科技文献中所找到的普遍使用的修正方法,处理原始的时间序列数据 (10 Hz) 得到最终的通量结果。
在EasyFluxTM-DL 面世之前,Campbell数据采集器涡度协方差程序只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,数据采集器运行EasyFluxTM-DL 程序,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。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CF 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。
【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)
- 变量同步:通过计算CO2 和H2O 通量的最大值来把CO2和H2O 测值与三维风速测值分别进行同步 (Horst andLenschow, 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:使用普遍使用的频谱修正方法,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