渦度相關(guān)技術(shù)是研究大氣與生態(tài)系統(tǒng)間能量和物質(zhì)交換的重要技術(shù),目前,已經(jīng)逐步發(fā)展成為國際通用的通量觀測標(biāo)準(zhǔn)方法,在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。但由于渦度相關(guān)技術(shù)測定的復(fù)雜性和各通量站點環(huán)境因子的不確定性,該方法在實際應(yīng)用中還存在一些問題,需要對數(shù)據(jù)進行校正后使用。本研究主要針對渦度相關(guān)法監(jiān)測的通量數(shù)據(jù)的處理方式、最適宜平均時間步長、通量數(shù)據(jù)空間代表性和水分利用效率等問題進行探討。主要研究結(jié)論如下:（1）以渦度相關(guān)系統(tǒng)實測的華北地區(qū)2014年夏玉米全生育期通量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析不同時間步長對能量通量和能量閉合度的影響。結(jié)果表明,從通量日均值看,平均時間越長,各通量的絕對值越大,這種趨勢在中午峰值前后變化較為明顯,10～60 min時間步長的通量值與30min的相對誤差在3%以內(nèi);平均時間在10～60min之間時,不同生育期的通量均值的絕對值均呈增大趨勢,但當(dāng)平均時間大于60 min,特別是在120 min之后,各通量穩(wěn)定性急劇變差;10～60 min時間步長情況下,能量閉合率隨時間增長而呈增大趨勢,但當(dāng)平均時間大于120min時,不同生育期能量閉合度迅速降低,穩(wěn)定性變差;結(jié)合Ogive函數(shù)分析... 

【文章來源】：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?２０１４？２０１６年冬小麥株高、葉面積指數(shù)??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ａｖｅｒａｇｉｎｇ?ｈｉｇｈ?ａｎｄ?Ｌｄ／?ｏｆ?ｔｈｅ?ｗｉｎｔｅｒ?ｗｈｅａｔ?ｉｎ?２０１４？２０１６??

與未校正（ＮＲ）的比較??Ｆｉｇ．３－１?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｆｏｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｌｏｐｅ?ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ?ｗｉｔｈ?ｕｎｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ??圖３－１為經(jīng)過三種不同方法校正后的通量數(shù)據(jù)與未經(jīng)傾斜校正的原始通量數(shù)據(jù)的對??比圖。從圖中可以看出，以原始通量作為參考，經(jīng)過線性擬合后，方程斜率接近于１，??并且決定系數(shù)Ｒ２均大于０．９６，三種校正方法對通量均有影響，總體表現(xiàn)為校正之后的??通量值比原始值小，且二次和三次旋轉(zhuǎn)對通量的校正差別不大，平面擬合對迎量影響最??大。且傾斜校正對感熱影響最大。??總體來說在該站通量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)校正過程中，由于該站地勢平坦且為農(nóng)田，三??種校正方法對通量均有修正作用，但差別不明顯，三種方法都可以使用，考慮二次坐標(biāo)??旋轉(zhuǎn)為較為通用且推薦使用的校正方法。本文以下數(shù)據(jù)處理均使用二次坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)。??３．１．２密度效應(yīng)修正??在使用渦度相關(guān)系統(tǒng)進行微量氣體的通量觀測時，水熱通量的輸送可能會引起微量??氣體的密度變化

圖３－２?ＷＰＬ修正后通量值比較（橫坐標(biāo)為未修正值）??Ｆｉｇ．３－２?ＬＥ?ａｎｄ?Ｃ〇２?ｆｌｕｘｅｓ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ＷＰＬ?ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ??圖３－２為ＷＰＬ修正后通量值與未修正的通量值的對比圖。從圖中可以看出，ＷＰＬ??修正前后兩者相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)均接近于１，修正后潛熱通量值增加，增幅為５％，??Ｃ０２通量則降低２％�？傊�，空氣密度效應(yīng)對潛熱通量和Ｃ０２通量有影響。??３．２數(shù)據(jù)的質(zhì)量評價方法??由于渦度相關(guān)技術(shù)理論的復(fù)雜性和結(jié)果的不確定性，使得渦度相關(guān)法在通量觀測中??存在一些問題。并且由于儀器本身的問題，如傳感器的測量誤差、數(shù)據(jù)采集器的傳輸延??時，儀器安裝和使用過程的失誤，如儀器安裝高度、采樣時間步長和采樣頻率的設(shè)定、??儀器長時間沒有校準(zhǔn)維護，以及人類活動和其它一些不確定因素的擾動，常常引起揣流??通量測量的誤差［？］。因此，對通量數(shù)據(jù)的質(zhì)量評價成為通量觀測中一個必要的環(huán)節(jié)［７１］。??渦度相關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量評價的方法包括：近地層湍流譜特征分析、湍流平穩(wěn)性檢驗、??揣流發(fā)展的充分性檢驗、能量閉合程度以及通量觀測的空間代表性分析等。Ｅｄｄｙｐｒｏ軟??件中Ｆｏｋｅｎ％的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)記己經(jīng)對湍流的平穩(wěn)性檢驗以及湍流發(fā)展的充分性檢驗??進行評價

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于通量觀測數(shù)據(jù)的玉米水碳交換量及水分利用效率分析[J]. 戰(zhàn)領(lǐng),楊漢波,雷慧閩.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2016(S1)
[2]基于FSAM模型的毛竹林碳通量貢獻區(qū)研究[J]. 龔笑飛,陳麗萍,莫路鋒.  西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(06)
[3]半干旱區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)通量貢獻區(qū)分析[J]. 董軍,黨慧慧,孔凡亮,岳寧,王剛,郭映,魏國孝.  中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2015(12)
[4]北京城市通量足跡及源區(qū)分布特征分析[J]. 劉郁玨,胡非,程雪玲,宋宗朋.  大氣科學(xué). 2014(06)
[5]西北干旱區(qū)荒漠生態(tài)系統(tǒng)通量貢獻區(qū)模型研究[J]. 周琪,李平衡,王權(quán),鄭超磊,徐璐.  中國沙漠. 2014(01)
[6]全球變化和人類可持續(xù)發(fā)展:挑戰(zhàn)與對策[J]. 徐冠華,葛全勝,宮鵬,方修琦,程邦波,何斌,羅勇,徐冰.  科學(xué)通報. 2013(21)
[7]荒漠河岸林渦度相關(guān)通量測定中平均時間的確定及其對通量計算的影響[J]. 張佩,袁國富,朱治林.  干旱區(qū)地理. 2013(03)
[8]不同平均時間對LOPEX10資料渦動相關(guān)湍流通量計算結(jié)果影響的探討[J]. 呂少寧,文軍,張宇,王少影,張?zhí)锰?田輝,劉蓉.  高原氣象. 2012(06)
[9]渦度相關(guān)觀測的能量閉合狀況及其對農(nóng)田蒸散測定的影響[J]. 劉渡,李俊,于強,同小娟,歐陽竹.  生態(tài)學(xué)報. 2012(17)
[10]楊樹人工林生態(tài)系統(tǒng)通量貢獻區(qū)分析[J]. 金瑩,張志強,方顯瑞,康滿春,查同剛,王小平,陳俊崎.  生態(tài)學(xué)報. 2012(12)

碩士論文
[1]黃土塬區(qū)通量數(shù)據(jù)的質(zhì)量評價及空間代表性研究[D]. 楚良海.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009



本文編號：3217841