為什么選擇LI-COR渦度協(xié)方差分析系統(tǒng)？

為什么選擇LI-COR渦度協(xié)方差分析系統(tǒng)？

在LI-COR，有很多科學(xué)家及工程師將大量的精力投入于渦度協(xié)方差測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)研發(fā)；幫助維護(hù)該測(cè)量系統(tǒng)的流暢運(yùn)行；為相關(guān)科研工作者提供全面、系統(tǒng)的技術(shù)服務(wù)。



主要觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的
目前，在主要的觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中，均采用LI-COR制造的紅外氣體分析器和EddyPro^®軟件作為其站點(diǎn)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，下面是一些基本概況。

科研級(jí)在線(xiàn)通量數(shù)據(jù)

LI-COR的渦度通量數(shù)據(jù)，全部來(lái)自已經(jīng)發(fā)表的*成熟的計(jì)算模型。LI-COR公司研發(fā)的EddyPro^®軟件內(nèi)嵌于SmartFlux2系統(tǒng)內(nèi)，可提供多項(xiàng)功能，包括原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量保證與控制QA/QC、譜和協(xié)譜分析、通量footprint、兼容許多通量觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)（FLUXNET, ICOS, Ameriflux）的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)到服務(wù)器的上傳等。其他類(lèi)似的渦度通量計(jì)算軟件包則無(wú)法兼具上述所有功能。

嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)

在LI-COR渦度協(xié)方差測(cè)量系統(tǒng)中，紅外氣體分析器和三維超聲風(fēng)速計(jì)各自獨(dú)立。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)如下：安裝靈活性zui大化、避免流場(chǎng)畸變以及測(cè)量各向來(lái)風(fēng)。其中，以設(shè)計(jì)不合理所導(dǎo)致的流場(chǎng)畸變以及無(wú)法測(cè)量各向來(lái)風(fēng)對(duì)通量數(shù)據(jù)的影響zui大。由美國(guó)Campbell^® Scientific公司生產(chǎn)的IRGASON等渦度協(xié)方差測(cè)量系統(tǒng)就存在上述問(wèn)題（圖1）。

圖1 紅外氣體分析器位于三維超聲風(fēng)速儀內(nèi)部所引發(fā)的流場(chǎng)畸變

避免流場(chǎng)畸變

如果，一個(gè)物體位于三維超聲風(fēng)速計(jì)的光路內(nèi)部或是和光路靠得太近，無(wú)論是冠層里的樹(shù)枝、還是氣體分析器，都會(huì)在某種程度上，造成風(fēng)速計(jì)內(nèi)發(fā)生“流場(chǎng)畸變”，進(jìn)而影響三維超聲風(fēng)速的測(cè)量。這zui終會(huì)導(dǎo)致通量數(shù)據(jù)的不可靠。對(duì)比來(lái)看，紅外氣體分析器和三維超聲風(fēng)速計(jì)各自獨(dú)立的解決方案，則不存在類(lèi)似問(wèn)題（圖2）。

圖2 LI-COR渦度協(xié)方差測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)儀器的相對(duì)位置及風(fēng)玫瑰圖

測(cè)量各向來(lái)風(fēng)

在LI-COR渦度協(xié)方差測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)，氣體分析器和和三維超聲風(fēng)速儀間隔10-20cm，且三維超聲風(fēng)速計(jì)的設(shè)計(jì)理念先進(jìn)——非C型測(cè)量（圖3），使得風(fēng)速的測(cè)量結(jié)果真實(shí)可靠。
 

圖3，C型測(cè)量（左側(cè)）和測(cè)量（右側(cè)）超聲風(fēng)速計(jì)的俯視圖對(duì)比。如果盛行風(fēng)向已知，也就是說(shuō)風(fēng)的來(lái)向不變，C型超聲風(fēng)速計(jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)可靠。而實(shí)際情況是，大部分研究站點(diǎn)的風(fēng)向不可能一直不變。如果來(lái)風(fēng)方向是從C型超聲風(fēng)速計(jì)的背面（有支架的一側(cè)）吹來(lái)，將會(huì)導(dǎo)致超過(guò)50%的通量數(shù)據(jù)不可靠。尤其是，當(dāng)紅外氣體分析器位于超聲風(fēng)速計(jì)的內(nèi)部時(shí)（例如如由美國(guó)Campbell^® Scientific公司生產(chǎn)的IRGASON），這個(gè)問(wèn)題將進(jìn)一步凸顯。

輕松納入甲烷測(cè)量

只需一根以太網(wǎng)線(xiàn)，就可將LI-7700 CH₄濃度測(cè)量納入LI-COR的渦度協(xié)方差測(cè)量系統(tǒng)，并可在線(xiàn)得到zui終的CH₄通量數(shù)據(jù)。LI-7700能耗8瓦，對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)造成的能耗負(fù)擔(dān)很小。