EasyFluxTM-DL

EasyFlux^TM-DL是Campbell基于CRBasic語言開發(fā)的用戶可免費(fèi)下載的實(shí)時在線數(shù)據(jù)處理程序，它可以輸出Campbell開路式渦度協(xié)方差測量系統(tǒng)（EC）經(jīng)過完全修正后的CO₂通量、潛熱（水汽）通量、顯熱通量以及動量通量。它利用科技文獻(xiàn)普遍使用的修正方法，處理原始時間序列數(shù)據(jù)，并得到最終的通量結(jié)果。

在EasyFlux^TM-DL面世之前，Campbell數(shù)據(jù)采集器渦度協(xié)方差程序只能粗略地估算各通量值，用戶需要使用PC版的通量后處理軟件來計算完全修正的通量結(jié)果?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)采集器運(yùn)行EasyFlux^TM-DL程序，在每一個平均周期結(jié)束之后，就能在線輸出完全修正的各通量值。

EasyFlux^TM-DL已經(jīng)在多個站點(diǎn)進(jìn)行了測試，涵蓋了多種環(huán)境條件，包括灌溉苜蓿地、草原、玉米、開闊水域、森林和沙漠。測試結(jié)果與使用傳統(tǒng)的PC版應(yīng)用軟件得到的通量一致。

 

優(yōu)點(diǎn)及特征：

1. 無需花費(fèi)大量精力后處理龐大的原始時間序列數(shù)據(jù)，即可快速獲取最終的通量結(jié)果；

2. 生成的通量輸出表格比時間序列表格小，這樣用戶就能夠通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電臺或其它低帶寬遠(yuǎn)程通訊手段來頻繁下載通量數(shù)據(jù)；

3. 可以在網(wǎng)頁的下載區(qū)免費(fèi)查看并下載；

4. 與通過PC后處理軟件得到的通量相匹配（假設(shè)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行相同的過濾方式，并選擇相同的修正步驟）；

5. 節(jié)省在移動媒體上高頻時序重算的時間；

6. 包含數(shù)據(jù)質(zhì)量診斷和足跡評估；

7. 將未修正數(shù)值和中間處理數(shù)值輸出到審計數(shù)據(jù)表格，用于詳細(xì)的數(shù)據(jù)檢視；

8. 提供美國通量網(wǎng)格式的全處理數(shù)據(jù)，適用于CR6數(shù)據(jù)采集器。

 

支持的儀器及傳感器：

要求：

       IRGASON一體式開路式CO₂/H₂O氣體分析儀和CSAT3A三維超聲風(fēng)速儀

       EC150開路式CO₂/H₂O氣體分析儀和CSAT3A三維超聲風(fēng)速儀

       CR6數(shù)據(jù)采集器（帶CDM-A116擴(kuò)展板以容納能量平衡傳感器）和CR3000數(shù)據(jù)采集器

       NL115，NL116，或者CFM100 （僅CR3000）

       CFMC2G，27158 （2 GB），33288 （8 GB） microSD Flash SLCMemory Card （僅CR6），CFMC16GCompactFlash card （僅CR3000） 

可選：

       連接能量平衡傳感器的CDM-A116模塊

       FW0 5、FW1或FW3細(xì)絲熱電偶

       HC2S3或HMP155A空氣溫濕度

       CNR4、NR01或NR-LITE2凈輻射儀

       CS300或LI200RX總輻射計

       LI190SB光量子傳感器

       SI-111紅外溫度傳感器

       TE525MM翻斗式雨量筒

       TCAV土壤平均溫度探頭（數(shù)量可多達(dá)2個）

       CS616或CS650土壤含水量探頭（數(shù)量可多達(dá) 2 個）

       HFP01或HFP01SC土壤熱通量板（數(shù)量可多達(dá) 4 個）

       GPS（在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)時間統(tǒng)一）

 

圖 1. 在某玉米地上方應(yīng)用EasyFlux-DL計算得到完全修正的通量

 

細(xì)節(jié)描述：

根據(jù)用戶自定義的時間間隔（例如30分鐘）提供完全修正的CO₂通量、潛熱（水汽）通量、顯熱通量輸出。同時也可以輸出許多其他變量，例如大氣的性質(zhì)、儀器診斷信息、能量平衡和生物傳感器信息。對于同一組數(shù)據(jù)，EasyFlux^TM-DL的在線處理結(jié)果與其他的后處理軟件數(shù)據(jù)有良好的一致性。

 

主要修正及處理步驟如下：

        野點(diǎn)去除和過濾10 Hz原始數(shù)據(jù)：綜合使用三維超聲風(fēng)速儀和氣體分析儀的診斷值、信號強(qiáng)度和測量閾值。

        坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)：可選兩次旋轉(zhuǎn) (Tanner and Thurtell, 1969)，或平面擬合(Wilczak,2001)

        變量同步：通過計算CO₂和H₂O通量的最大值來把CO₂和H₂O測值與三維風(fēng)速測值分別進(jìn)行同步(Horst and Lenschow, 2009; Foken et al, 2012)，并加入額外約束來保證同步使其合理。

        頻譜修正：使用普遍使用的頻譜修正方法，包括協(xié)譜訂正(Moore, 1986; Dijk, 2002; Moncrieff et al, 1989)、傳輸函數(shù)用于時段平均訂正(Kaimal et al, 1989)、測量路徑/體積平均(Moore 1986; Moncrieff et al, 1997; Foken et al, 2012; Dijk, 2002)、時間常數(shù)(Montgomery, 1947; Shapland et al, 2014; Geankoplis, 1993) 以及傳感器空間分離訂正(Horst and Lenschow, 2009; Foken et al, 2012)SND 修正：應(yīng)用改進(jìn)的SND訂正方法(Schotanus et al.,1983)，并遵循Van Dijk (2002)所列出的完成方案概要，從超聲顯熱通量推導(dǎo)顯熱通量。另外，如果使用了我們所提供的FW05、FW1或FW3，也可從之計算得到直接測得的完全修正的顯熱通量。

        空氣密度波動修正：應(yīng)用 WPL方程 (Webb et al., 1980)

        數(shù)據(jù)質(zhì)量分級：依據(jù) Foken et al (2012)，綜合穩(wěn)態(tài)條件、下墊面湍流特征值和風(fēng)向來計算數(shù)據(jù)質(zhì)量分級。

        足跡評估：使用Kljun et al.(2004)或Kormann and Meixner(2001)來計算足跡特征。

        能量閉合：如果使用了能量平衡傳感器，可以通過綜合能量平衡測量、修正的顯熱通量和潛熱通量來計算能量閉合度。

        超聲陰影修正為可選項(xiàng)

        CO₂修正：CO₂的光譜修正采用的溫度高頻為默認(rèn)值，非高頻為可選項(xiàng)。CO₂值的修正采用的溫度都會同時記錄測量頻率

   

 

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