由于大氣中通量主要由各類湍流渦旋驅(qū)動(dòng)，其觀測結(jié)果對儀器設(shè)計(jì)極為敏感，即使是很小的測量誤差也會隨著時(shí)間的推移而累積，或者在密集的原始數(shù)據(jù)處理步驟中傳播，從而導(dǎo)致通量的最終結(jié)果出現(xiàn)偏差。為此，我們整理出了優(yōu)化渦度協(xié)方差站點(diǎn)配置的 3 個(gè)關(guān)鍵技巧，一起來看下吧。

技巧1：

選擇（最）適配應(yīng)用場景的開/閉路渦度協(xié)方差系統(tǒng)

傳統(tǒng)開/閉路各自的優(yōu)缺點(diǎn)：

渦旋的大小通常取決于他們離地表的距離，在近地表區(qū)，湍流由高頻小尺寸渦旋主導(dǎo)；開路渦度協(xié)方差傳感器在高頻段的響應(yīng)性能更優(yōu)，這意味著它能更好地測量小渦旋，因此更適用于農(nóng)田、原生草原等短冠層生態(tài)系統(tǒng)。而在大尺寸渦旋主導(dǎo)的區(qū)域（比如森林冠層上方），閉路渦度協(xié)方差系統(tǒng)則是更理想的選擇。

Campbell方案：CPEC310的渦旋過濾（專）利技術(shù)和自動(dòng)零點(diǎn)和跨度校正功能保證了系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境條件下的長期穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)采用5.9ml 小采樣腔室技術(shù)，使系統(tǒng)相比傳統(tǒng)閉路系統(tǒng)擁有更高的頻率響應(yīng)（截止頻率4.3Hz）。這使其能夠在滿足絕大部分的場景應(yīng)用的同時(shí)承擔(dān)更多艱難的任務(wù)。

技巧2：

實(shí)現(xiàn)渦度協(xié)方差觀測的真正時(shí)序精度

渦度協(xié)方差法的核心是衡量兩個(gè)物理量——垂直風(fēng)速與標(biāo)量（溫度和氣體濃度）的協(xié)同變化關(guān)系，非同步觀測會低估協(xié)方差值，進(jìn)而導(dǎo)致通量估算結(jié)果偏小，最終產(chǎn)生不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

使用共用一套電子元件的超聲風(fēng)速儀與氣體分析儀，或選用內(nèi)置時(shí)鐘可通過（全）球定位系統(tǒng)（GPS）等時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)校準(zhǔn)的儀器，這兩種方式可以從本質(zhì)上保證觀測的同步性。

Campbell方案：IRGASON采用紅外氣體分析儀與超聲風(fēng)速儀集于一體的（專）利設(shè)計(jì)，共測同一空間，避免了兩個(gè)傳感器在異空測定時(shí)的高頻通量損失，同時(shí)共用一套電子信號處理系統(tǒng)，更好地協(xié)調(diào)測定時(shí)間，無需校正時(shí)間延遲，極大地保證了觀測的同步性。

技巧3：

采用水平對稱傳感器，（最）大限度減少流場畸變

渦度協(xié)方差傳感器的核心功能是測量湍流。當(dāng)傳感器部署在野外時(shí)，其自身存在會不可避免地影響風(fēng)場——包括平均氣流和湍流流動(dòng)。更優(yōu)的野外安裝效果，離不開更合理的傳感器設(shè)計(jì)——水平對稱設(shè)計(jì)能讓氣流在儀器上下對稱分布，抵消幾何結(jié)構(gòu)引發(fā)的畸變（Wyngaard, 1988），保障湍流測量精準(zhǔn)。

Campbell方案：CSAT3B超聲風(fēng)速儀采用符合空氣動(dòng)力學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，搭配專屬定向支架，（最）大程度降低設(shè)備對湍流場的影響。其高精度的測量使得CSAT3B成為研究湍流運(yùn)動(dòng)和渦動(dòng)相關(guān)研究的理想儀器。