閉路系統通量觀測

閉路系統結構複雜，需要大量的附屬控制和校正裝置，但是因為其觀測系統在短期觀測中穩定性較好、準確性高，且便於及時校正等特點被廣泛套用於森林生態系統的長期觀測。

基本介紹

• 中文名：閉路系統通量觀測
• 外文名：Closed-circuit system flux observation
• 缺點：結構複雜，大量附屬和校正裝置
• 優點：穩定性較好、準確性高
• 儀器組成：三維超聲風速計等
• 影響因素：植被和地形的複雜性等

裝置組成

森林生態系統中使用的閉路系統與開路系統的主要區別在於其不同的微量氣體感測器和分析儀閉路系統由一個三維超聲風速計(CSAT-3)測定三維風速，同時用一個氣泵帶動的進氣口將超聲風速計近旁的空氣經導氣管抽送至置於地面的紅外氣體分析儀(LI-7000)中，由其分析所抽取的氣體中的二氧化碳、水汽濃度，再將信號傳遞給數據採集器(CR5000)，數據採集器按照指定程式將三維風速與二氧化碳、水汽濃度進行相關轉換和計算處理，最終得出植被與大氣間的二氧化碳潛熱和顯熱通量，與通量觀測同步進行的常規氣象要素有輻射(總輻射、淨輻射、光合有效輻射)、風向、冠層上下的七層風速和空氣溫度、冠層紅外溫度和降水；土壤環境要素監測包括土壤水分、土壤溫度、地表平均溫度及土壤熱通量等。各層常規觀測數據都以半小時步長由數據採集器記錄輸出。

注意事項

閉路系統可以將分析儀放置在溫度可以人工調控的地方，所以受天氣的影響較小，性能相對比較穩定。閉路系統結構複雜，其正常運行還需要配置空氣主動取樣控制系統、大容量抽氣泵和二氧化碳濃度自動校正系統等輔助系統，需要專業的技術人員進行長期而及時的現場維護和校正。用閉路系統進行通量觀測時，氣體樣品必須通過抽氣管進人到樣品室後才進行分析，這樣就會發生二氧化碳、水汽濃度測定與超聲風速計的風速測定在時間上的滯後，從而需要對閉路系統進行管路延遲校正；同時，因管道質地、清潔維護等因素會造成信號的高頻丟失，這些都是閉路系統測定結果中不確定性的重要來源，需要通過與開路系統平行觀測比較，對通量進行相應的校正。

局限性

除了以上閉路系統本身的局限性外，森林生態系統植被和地形的複雜性也會對渦度相關通量觀測產生誤差和影響。在數據後處理和數據分析中需要考慮高大的森林植被所造成的二氧化碳和能量的儲存效應、複雜地形產生的平流和泄流效應及通量計算的坐標系選擇等問題。