“在生態(tài)系統(tǒng)中，CO2、H2O和能量的源匯分布方式雖然各不相同，但是在利用渦度相關(guān)技術(shù)測定它們的通量時的基本假設(shè)是這些物質(zhì)和能量的傳輸機(jī)制是一致的，其通量的計(jì)算都是建立在相似理論基礎(chǔ)之上。根據(jù)熱力學(xué)第一定律和渦度相關(guān)觀測的基本假設(shè), 理論上能量平衡閉合程度可以作為觀測系統(tǒng)性能和數(shù)據(jù)質(zhì)量評價的一個有效途徑。所謂的能量平衡閉合是指渦度相關(guān)儀器直接觀測的潛熱和顯熱湍流通量與凈輻射通量、土壤熱通量、冠層熱儲量三者之和的有效能量之間的平衡。能量平衡閉合程度作為評價渦度相關(guān)數(shù)據(jù)可靠性的方法已經(jīng)被人們廣泛接受，F(xiàn)LUXNET 許多站點(diǎn)都把能量平衡閉合狀況分析作為一種標(biāo)準(zhǔn)的程序用于通量數(shù)據(jù)的質(zhì)量評價。”（李正泉等，2004）
評估渦度協(xié)方差通量數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)劣的一個方法是，查看該研究區(qū)的能量平衡（Energy Balance）閉合程度。能量平衡閉合程度高，可以在一定程度上說明通量數(shù)據(jù)質(zhì)量好；而能量閉合程度低，則一定說明通量數(shù)據(jù)質(zhì)量差。
在不考慮冠層熱儲量S 的情況下，能量平衡公式可簡化為： LE + H ≈ Rn - G
其中，LE 是潛熱通量，H 是感熱通量，Rn 是凈輻射，G 是土壤熱通量。理論上來講，如果把LE + H 作為縱坐標(biāo)，Rn - G 作為橫坐標(biāo)，這兩者之間應(yīng)大致為1:1的關(guān)系。然而在實(shí)際條件下，兩者之間很少能達(dá)到理論值。
能量閉合4個主要組分的示意
荷蘭雷韋克草地生態(tài)系統(tǒng)能量閉合分析（Veenendaal E M, Kolle O, Leffelaar P A, et al. ，2007）
導(dǎo)致能量平衡不閉合的原因有很多。例如，在上面的能量平衡方程中，只包含4個變量，而實(shí)際情況是，可能還有其他的能量分配，比如植物冠層的熱儲S、用于光合作用的能量等。
在能量平衡閉合分析中，也會面臨其他的一些問題。如對潛熱通量的準(zhǔn)確測量并不能一定反映氣體通量數(shù)據(jù)的可靠。原因就在于，雖然這兩者的傳輸機(jī)制類似，但明顯存在差異，尤其是一些活性氣體，如揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC，這些氣體與水蒸氣對比來看，具有明顯不同的源和匯。
另外，土壤熱通量G 也很難被正確測量，尤其是在土壤含水量變化迅速或是土壤異質(zhì)性明顯的區(qū)域。
盡管存在這些問題，能量平衡閉合分析仍然是評估渦流協(xié)方差通量數(shù)據(jù)質(zhì)量的最令人信服的方法之一。
由美國LI-COR公司研發(fā)的通量數(shù)據(jù)智能分析軟件Tovi，可以非常方便地分析站點(diǎn)的能量平衡閉合情況，幫助研究者快速評估站點(diǎn)通量數(shù)據(jù)的好壞。下面，就請大家繼續(xù)和小泰一起，了解Tovi這項(xiàng)非常實(shí)用的功能吧~
