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涡度相关测定中平均周期参数的确定及其影响分析

涡度相关测定中平均周期参数的确定及其影响分析

孙晓敏  朱治林  许金萍   袁国富  周艳莲  张仁华

摘要 应用涡度相关技术估算地-气界面的水、热和CO2交换量的研究越来越普遍,为了获得真实可靠的地表通量数据,在实际应用过程中必须根据每个观测点不同的下垫面条件,对观测数据进行相应的订正,并通过对观测数据的分析来确定相关的技术参数,利用禹城、长白山两个观测站的10 Hz原始涡度相关数据,以不同的平均周期(从1-720min)对数据进行了重新计算,并将重新计算的结果与 30 min平均周期的通量值进行7比较,分析选取不同平均周期参数得到的通量值之间的差异,其中重点分析了在禹城小麦地获取的15 d连续观测数据,结果表明:( i )在禹城,当平均周期取值范围在10山;Omin变化时,相对30 min平均周期的通量值改变小于2%;当平均周期作短于10 min变化时,通量的计算结果随平均周期的缩短而明显地降低(最大相对误差为-12%);当平均周期作大于120 min变化时,通量的计算结果变得不稳定(最大相对误差为土10%以上).(ii)禹城小麦地通量的计算表明,10 min平均周期对研究通量日变化比较好,30 min平均周期比较适合于通量的长期观测研究,(iii)提出了一种可以确定涡度相关测定中平均周期参数范围的归一化比值方法,通过对农田和森林不同类型下垫面观测数据的对比分析表明:高大的森林下垫面比相对矮小的作物下垫面在一定范围内增加平均周期长度时有增加通量值的倾向。

关键词 涡度相关 不同下垫面 平均周期 参数