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)。
全球主要觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的首選
目前，在全球主要的觀測(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。
|
|
|
美洲通量網(wǎng)AmeriFlux |
|
|
|
|
|
|
|
亞洲通量網(wǎng)AsiaFlux |
|
|
|
|
|
|
|
中國(guó)通量網(wǎng)ChinaFlux |
|
|
|
|
|
|
|
中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)Chinese Ecosystem Research Network (CERN) |
|
|
|
|
|
|
|
歐洲綜合碳觀測(cè)系統(tǒng)Integrated Carbon Observation System (ICOS) |
|
|
|
|
|
|
|
美國(guó)國(guó)家生態(tài)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)National Ecological Observatory Network (NEON) |
科研級(jí)在線通量數(shù)據(jù)
LI-COR的渦度通量數(shù)據(jù)，全部來(lái)自已經(jīng)發(fā)表的公認(rèn)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：安裝靈活性最大化、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)的影響最大。（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。這最終會(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型全方位測(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)）和全方位測(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，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)，并可在線得到最終的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。