概述：地球系統(tǒng)碳循環(huán)與全球氣候變化息息相關(guān)，但目前陸地生態(tài)系統(tǒng)（特別是森林生態(tài)系統(tǒng)）CO2收支的定量測定依然是全球碳循環(huán)估測中不確定性的主要來源之一。精確測定森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量是合理評估森林生態(tài)系統(tǒng)在生物地球化學(xué)循環(huán)及其調(diào)節(jié)氣候變化作用的基礎(chǔ)。目前森林生態(tài)系統(tǒng)尺度CO2通量測定的3種主要方法（測樹學(xué)方法、箱式法、渦動協(xié)方差法），各有優(yōu)缺點，其中渦動協(xié)方差方法以其高時間分辨率、原位無干擾連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點而應(yīng)用越來越廣泛。
渦動觀測系統(tǒng)，采用渦動協(xié)方差原理，是一種微氣象學(xué)的測量方法，利用快速響應(yīng)的傳感器來測量大氣—下墊面間的物質(zhì)交換和能量交換。是一種直接測算通量的標(biāo)準(zhǔn)方法,是測定生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量交換通量的關(guān)鍵技術(shù)。由于測量方式和原理不同，渦動觀測系統(tǒng)分為開路渦動觀測系統(tǒng)和閉路渦動觀測系統(tǒng)。
渦動觀測系統(tǒng)可以測量能量通量（顯熱通量、潛熱通量、動量通量）和物質(zhì)通量（CO2 / H2O）以及一些空氣動力學(xué)參數(shù)等,主要應(yīng)用于邊界層理論研究、大氣擴散、能量收支研究、水分等物質(zhì)收支等眾多領(lǐng)域。
通量觀測適用于森林、草地、農(nóng)田、沙漠、城市、水域等各種下墊面環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于中科院、林科院、氣象局、海洋局及各科研領(lǐng)域?qū)^(qū)域碳、水循環(huán)過程的研究；做為測算生態(tài)系統(tǒng)與大氣間物質(zhì)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(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為大尺度、長期和連續(xù)的科學(xué)研究提供支撐。
數(shù)據(jù)控制單元
1. 掃描頻率：150Hz
2. 數(shù)據(jù)存儲：可移動USB存儲設(shè)備16G
3. 數(shù)據(jù)通訊：網(wǎng)線接口
4. 可直接與實時在線通量計算模塊連接
三維超聲風(fēng)速儀
1. 風(fēng)速
1.1范圍：0~65 m/s
1.2分辨率：0.01 m/s
2. 風(fēng)向
2.1范圍：0~359 o
2.2 分辨率：0.1 o
3. 測量
3.1內(nèi)部采樣率：32Hz
3.2輸出頻率：1、2、4、8、 10、16、20、32Hz
4. 工作環(huán)境
4.1工作溫度：-40~70℃
4.2耐降水強度：300mm/hr
開路式CO2/H2O分析儀
1. 分析儀硬件設(shè)計方式：氣體分析儀和三維超聲風(fēng)速儀彼此分離，以減小分析器對風(fēng)速測定的影響（尤其是垂直風(fēng)分量）
2. 分析器溫度設(shè)置：具備低溫和高溫兩種溫控模式
3. 光路長度：12.5 cm
4. 功耗：典型4W@25℃，運行時最高8W@ -25~50℃
5. CO2分析器
5.1測量范圍：0~3000μmol/mol
5.2準(zhǔn)確度：＜1%
5.3零點漂移(℃-1)：典型±0.1 μmol/mol，最大±0.3 μmol/mol
5.4 RMS噪聲@370μmol/mol：0.08μmol/mol@5Hz，0.11μmol/mol@10Hz， 0.16μmol/mol@20Hz
5.5增益漂移（讀數(shù)的%@370μmol/mol）：典型±0.02%，最大±0.1%
5.6對H2O靈敏度（mol CO2/mol H2O）：典型±0.00002；最大±0.00004
6. H2O分析器
6.1 測量范圍：0~60 mmol/mol
6.2準(zhǔn)確度：＜1%
6.3零點漂移((℃-1)：典型±0.03 mmol/mol，最大±0.05 mmol/mol
6.4 RMS噪聲@10 mmol/mol：0.0034 mmol /mol @5Hz，0.0047 mmol /mol@10Hz，0.0067 mmol/mol @20Hz
6.5增益漂移（讀數(shù)的%@20mmol/mol）：典型±0.15%，最大±0.3%
6.6對CO2靈敏度（mol H2O /mol CO2）： 典型±0.02，最大±0.05
實時在線通量計算模塊
1. 內(nèi)置GPS模塊：高準(zhǔn)度的系統(tǒng)時鐘和布置在多個樣地的儀器內(nèi)的精確的時鐘控制，方便用戶進行站與站之間的通量數(shù)據(jù)比較。
2. 具有數(shù)據(jù)采集、自動修正、自動計算通量、無線下載數(shù)據(jù)并實時遠程管理等功能。
3. 可直接使用完全修正好的通量數(shù)據(jù)：對感熱、潛熱、蒸散發(fā)、CO2、H2O樣地實時和遠程在線都進行完全自動修正，無需人為二次修正。
4. 遠程連接：通過移動網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器可實現(xiàn)遠程無線連接和控制。
數(shù)據(jù)分析軟件
1. 通量數(shù)據(jù)處理軟件
1.1可提供GHG-Europe與AmeriFlux標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)輸出。
1.2可實現(xiàn)實地的頻譜修正、平面擬合等總計58種高級功能。
1.3支持任何頻率的原始數(shù)據(jù)采樣。
2. 渦度數(shù)據(jù)差補軟件
2.1足跡建模：允許查看監(jiān)測點地圖，并可在足跡計算功能中，實現(xiàn)對通量貢獻區(qū)的作圖。
2.2 QA/QC：可選擇任意變量過濾通量數(shù)據(jù)，或采用滑線輕松設(shè)置最小、最大閾值。
2.3氣象站數(shù)據(jù)自動差補：可使用氣象站數(shù)據(jù)來插補通量監(jiān)測中丟失的氣象數(shù)據(jù)。
空氣溫濕度傳感器 | 圖片 | |
溫度傳感器類型 | Pt100 RTD |
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量程 | -80～60℃，精度（20℃時）：≤±0.17℃（采用電壓信號輸出時），≤0.12℃（采用RS-485信號輸出時） | |
相對濕度量程 | 0～100% RH，精度： | |
濕度測量精度（15～25℃） | ≤±1%（0～90% RH），≤±1.7%（90～100% RH）。 | |
響應(yīng)時間 | 典型小于10秒 | |
電源 | 5~15VDC，7mA， | |
電纜 | 長度訂貨時標(biāo)注清楚，廠家出廠前需要標(biāo)定 | |
風(fēng)速傳感器 | 圖片 | |
量程 | 0-100 m/s |
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輸出阻尼比率 | 0.3，阻尼自然波長7.4 m，風(fēng)速交流電磁感應(yīng)，每轉(zhuǎn)3個脈沖，每分鐘1800轉(zhuǎn) | |
精度 | ±0.3 m/s | |
功耗 | 最大10mA | |
溫度范圍 | -50~70℃ | |
總輻射傳感器 | 圖片 | |
光譜范圍 | 400~1100nm |
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校準(zhǔn)誤差 | <±5% | |
溫度依賴性 | <0.15%/℃ | |
靈敏度 | 0.2kW/m2m/V | |
工作環(huán)境 | -40～65℃，0～100% RH | |
穩(wěn)定性 | ±2% | |
光合有效輻射傳感器 | 圖片 | |
測量波長 | 400～700nm |
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測量范圍 | 0～10000μmol/m2/sec | |
絕對校準(zhǔn)誤差 | 典型為<3%，最大為5% | |
靈敏度（電流） | 2μA/100μmol/m2/sec | |
靈敏度（電壓） | 1mV/100μmol/m2/sec | |
檢測器 | 藍色增強擴散硅
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穩(wěn)定性 | ±2% | |
響應(yīng)時間（電壓） | 10ns | |
余弦誤差 | 3％ | |
方位角誤差 | <1％ | |
溫度系數(shù) | +0.2%/°C | |
大氣壓傳感器 | 圖片 | |
總精度 | -30到 +50℃)：≤±0.15 kPa， |
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測量速度 | ≤1 Hz | |
環(huán)境溫度總精度 | ≤±0.15℃(-30到 +50℃)。 | |
塔體 | 圖片 | |
高度 | 在莽山浪畔湖旁建設(shè)1座30米高的通量塔 |
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塔體 | 為熱鍍鋅無縫角鋼加螺絲固定的四柱拉線結(jié)構(gòu)，采用3層不銹鋼拉繩固定塔身；塔身邊寬1m，設(shè)置中間爬梯，便于人攀援以及高空工作；建設(shè)6個可左右移動的伸臂（3.0米長）方便儀器安裝；塔身設(shè)置5個平臺，每個平臺承載不小于150kg。 | |
抗風(fēng)等級 | 要求能抗最大風(fēng)速：40m/s； | |
抗震等級 | 7級 | |
防雷等級 | 接地電阻≤6?，且有防雷設(shè)備； | |
設(shè)計圖紙 | 供設(shè)計圖紙1套 | |
設(shè)備組成 | 開路渦動相關(guān)系統(tǒng)1套；風(fēng)速空氣溫度、空氣濕度各2個；大氣壓、太陽總輻射、光合有效輻射各1個。 | |
