渦動觀測系統，采用渦動協方差原理，是一種微氣象學的測量方法，利用快速響應的傳感器來測量大氣—下墊面間的物質交換和能量交換。是一種直接測算通量的標準方法,是測定生態系統物質、能量交換通量的關鍵技術。由于測量方式和原理不同，渦動觀測系統分為開路渦動觀測系統和閉路渦...

1.概述：

渦動觀測系統，采用渦動協方差原理，是一種微氣象學的測量方法，利用快速響應的傳感器來測量大氣—下墊面間的物質交換和能量交換。是一種直接測算通量的標準方法,是測定生態系統物質、能量交換通量的關鍵技術。由于測量方式和原理不同，渦動觀測系統分為開路渦動觀測系統和閉路渦動觀測系統。

渦動觀測系統可以測量能量通量（顯熱通量、潛熱通量、動量通量）和物質通量（CO2 / H2O / CH4 / N2O）以及一些空氣動力學參數等,主要應用于邊界層理論研究、大氣擴散、能量收支研究、水分等物質收支等眾多領域。

通量觀測適用于森林、草地、農田、沙漠、城市、水域等各種下墊面環境，被廣泛應用于中科院、林科院、、及各科研領域對區域碳、水循環過程的研究；做為測算生態系統與大氣間物質和能量交換信息的有效手段，為分析地圈-生物圈-大氣圈的相互作用提供重要的數據基礎，為大尺度、長期和連續的科學研究提供支撐。

2.測量原理：

渦動通量觀測系統主要有三維風速及氣體密度高頻測定單元、供電單元、數據采集單元組成。三維風速及氣體密度高頻測定單元用來測量三維風速（Ux、Uy、Uz）、虛溫（Ts）、氣體密度（CO2和H2O）。數據采集、存儲及傳輸單元是核心采集處理單元，采集氣體分析儀輸出的濃度數據（CO2和H2O）、三維超聲風速儀輸出的三維風數據（Ux，Uy，Uz），超聲虛溫數據（Ts）、聲速（c）以及系統中其它輔助觀測數據，并將原始10HZ數據存儲到CF卡中；同時對原始數據做在線通量全修正計算，直接輸出可用于科研目的的高質量通量數據，并將通量數據存儲到CF卡中。另外可將數據通過有線/無線的方式遠程發送至數據中心。

3.優點與特點： 

※ 纖細的空氣動力學形體*小化了風扭曲和機體加熱帶來的影響

※ 較佳的濃度分析儀和分測量儀

※ 低功耗——適用太陽能板供電方案

※ 低噪聲

※ 可以容忍的窗口污染物

EC150開路渦動協方差觀測系統（渦動）特點

※ 無需加熱控制即可得到測量的溫度補償

※ 分析儀與超聲風速儀同步測量

※ 集成的分析儀與超聲風速儀安裝支架

※ 分析儀和超聲風速儀測量通過電子部件實現臨時同步

※ *大輸出頻率為50Hz，25Hz帶寬

※ 窗口有一定角度用于導水

※ 耐用、現場可標定

※ 工廠標定CO₂、H₂O、大氣壓力和空氣溫度的測量范圍

※ 龐大的診斷參數用于可疑數據報警

※ 兼容Campbell公司的數據采集器，可以現場直接完成設置、配置、歸零等

4.參考文獻：

1.《沙漠地區近地層能量交換特征研究初步評述》-李振杰;何清;艾力·買買提明

2.《吉爾吉斯柯孜爾河上游河谷草場能量閉合分析》-王喜花; 徐俊榮

3.《塔克拉瑪干沙漠腹地地表輻射與能量平衡》-楊帆;王順勝;何清;霍文;楊興華;鄭新倩;;蔡文軍;買買提艾力·買買提依明

4.《黃土高原半干旱草地地表能量通量及閉合率》[J]. 岳平,張強,楊金虎,李宏宇,孫旭映,楊啟國,張建忠.  

5.《青藏高原地面有效輻射變化及其對表層土溫的影響》[J]. 李韌,趙林,丁永建,沈永平,季國良,劉廣岳,杜二計,肖瑤,孫琳嬋,劉楊,石偉. 

6.《黃土高原半干旱區陸面溫度和能量的氣候特征分析》[J]. 孫昭萱,張強.

7.《黑河中上游不同下墊面反照率特征及其影響因子分析》[J]. 孫俊,胡澤勇,荀學義,彭雯,呂斌,徐麗嬌.

8.《沙漠腹地春夏季近地層大氣湍流特征觀測分析》[J]. 繆啟龍,溫雅婷,何清,李蘭蘭,王晶.

9.《敦煌戈壁冬夏季地表輻射與能量平衡特征對比研究》[J]. 劉宏誼,楊興國,張強,王潤元,王勝,王鶴齡

10.《玉米生育期地表能量平衡的多時間尺度特征分析及不平衡原因的探索》[J]. 郭建俠,卞林根,戴長久