通量观测系统

一个通量观测站的观测项目的设立，因研究目的和实际的植被状况的不同而不同，但是一般的通量观测需要在保证获取湍流涡度通量观测数据的前提条件下，设定解释通量结果和分析过程机理所需的各种辅助观测系统。图中是日本的标准通量观测站的观测系统配置与观测项目情况，主要包括大气观测系统、土壤观测系统和植物观测系统三个部分。此外，近年来许多通量站都在通量观测的基础上增加了与卫星遥感相结合的地面观测、土壤-植物-大气系统的氢、氧和碳的稳定同位素观测、冠层生态学以及流域水文学等方面的观测内容，以扩大通量观测数据的应用领域。

简介一个通量观测站的观测项目的设立，因研究目的和实际的植被状况的不同而不同，但是一般的通量观测需要在保证获取湍流涡度通量观测数据的前提条件下，设定解释通量结果和分析过程机理所需的各种辅助观测系统。图中是日本的标准通量观测站的观测系统配置与观测项目情况，主要包括大气观测系统、土壤观测系统和植物观测系统三个部分。此外，近年来许多通量站都在通量观测的基础上增加了与卫星遥感相结合的地面观测、土壤-植物-大气系统的氢、氧和碳的稳定同位素观测、冠层生态学以及流域水文学等方面的观测内容，以扩大通量观测数据的应用领域。1

仪器基本要求大气观测系统是通量观测的核心，主要包括湍流变化与通量观测系统、平均量和气象要素垂直梯度、辐射量与能量平衡、降水与水平衡等观测项目，其观测设备必须达到以下基本要求：

灵敏度高。通量观测仪器通常使用的三维超声风速计和红外CO2/H2O分析仪必须具有足够高的频率响应能力，才能够测定方垂直风速和CO2密度的所有湍流脉动的高频成分，同时垂直风速和CO2密度的乘积必须以合适的作为平均周期基础，以便能获得其协谱范围内低频成分。

稳定性好，通量观测仪器的稳定性应能够满足长期连续观测的要求。由于开路涡度相关系统在雨中不能工作，因而仪器应具备防风雨的功能，使观测工作不受天气影响，而天气条件对闭路涡度相关系统的影响比较小。

空间结构配置：大尺度的空气运动对物质和能量传输的贡献随测定高度的增加而增加。因此仪器灵敏度越差，所需安装的高度就越高，但高度增大则有可能超出近地边界层顶部，即惯性亚层范围，应予以充分的注意。同时也应考虑三维超声风速计和红外CO2/H2O分析仪的空间配置，应尽可能降低传感器的空间分离所造成的误差。

数据采集和存储：要保证拥有高效稳定的数据采集系统，而且因为长期连续的测定，其数据量是十分庞大的，需要高性能大容量的数据储存空间。

电力供应：由于大多数通量观测站位于偏僻的山区，能否保证连续稳定的供电成为保障涡度相关系统连续运行的关键。1

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学