涡度相关通量测量系统

LI-COR涡度相关通量测量系统可测量地表与大气之间 CO2、H2O、CH4气体和能量的交换,让研究人员能够更科学的了解气候和生态系统的相互关系。

LI-COR涡度相关通量测量系统测量精准、经济、安装简易,受到广大研究人员和通量网的信赖。

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Proximal Sensing and Gross Ecosystem Productivity: Lessons Learned by Combining Flux Observations and Ground Spectral Sensors

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2025年2月24日至27日
亚利桑那州图森市,美国

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从系统设计、安装,到数据采集、通量结果的自动化计算,LI-COR为每一个研究人员提供并且流程精简的涡度相关通量测量系统解决方案。

简单、自动化的系统

LI-COR气体分析仪硬件设计和软件设计简化了涡度相关的数据处理方法,让它能更易于在不断扩大的应用需求和研究领域中广泛使用。系统简单灵活,从单一分析仪配置,到甲烷通量、生物和气象变量等进阶系统配置,均支持个性化定制。

eddy covariance instrument tower graphic

支持三种气体同时监测,低功耗

LI-COR涡度相关通量测量系统采用更可靠的气体分析仪,可以在理想条件下仅需12W功耗测量 CO2, H2O, CH4, 和能量通量。相较于市场上其他系统,LI-COR的开路式 CO2通量测量系统、闭路式 CO2通量测量系统以及任何与开路式 CH4组合的涡度相关通量测量系统所需的功耗更低。 LI-COR提供的太阳能供电系统保证系统在任何地方安装均可正常供电。

涡度相关研究的系统

LI-COR涡度相关通量测量系统是全球主要通量网络的系统。包括美洲通量网(AmeriFlux)、亚洲通量网(AsiaFlux)、中国通量网(ChinaFLUX)、中国生态系统观测网络(CERN)、寒旱区科学观测网络(CARN)、欧洲综合碳观测系统(ICOS)和美国国家生态观测站网络(NEON)等。

globe of major networks

可靠的数据采集系统

LI-COR涡度相关通量测量系统的每个组件都是专为可靠的数据获取而设计的。

全向型仪器定位

LI-COR的气体分析仪和三维超声风速仪几乎可从任何风向进行可靠的测量。

温度可调的光学元件

LI-COR分析仪光学元件具有温度调节功能,以减少环境温度变化对信号漂移的影响。

可集成不同三维超声风速仪型号

为满足不同的研究需求,LI-COR涡度相关通量测量系统可以配置超过10种不同制造商的三维超声风速仪型号。

简化的数据分析

LI-COR仪器的数据使用EddyPro®软件和SmartFlux®系统进行处理分析。

近乎消除流场畸变

通量计算是通过三维超声风速仪测量三个风向分量计算得到。如果风速仪附近的气流被干扰,就会引起流场畸变进而产生测量误差。 由于目前没有校正算法,因此选择能更大程度消除该问题的气体分析仪和风速仪至关重要。

相对于一体式的分析仪,传感器分离设计可减小流场畸变,从而得到更可靠的数据。

sonic anemometer flow distortion
如果物体太靠近三维超声风速仪,无论是树枝、塔支撑还是气体分析仪,都会引发流场畸变并导致测量误差。

测量过程中很容易观测到风速仪引起的流场畸变,体积相对较小的风速仪也会影响风速测量。在风速仪内部准确放置一个气体分析仪并不是一个可靠的解决办法,因为气体分析仪自身结构也会干扰风速仪周围的湍流。如果没有同一塔上第二个风速仪的数据,靠近仪器的大型物体对湍流的干扰很难监测和修正。迄今为止,还未有任何公开发表的算法用于修正该问题。 在风速测

为了实现更好的分析仪位置部署,LI-COR仪器平台采用标准的安装解决方案,将气体分析仪放置在距离三维超声风速仪适当距离处。这种安装设计很容易将涡度相关通量测量系统朝向主风向,实现理想的全向型安装。这种安装设计可以轻松确定分离距离,并在大多数风向上近乎消除风速仪中的流场畸变,实现系统全向测量。


LI-COR的优势

LI-COR涡度相关通量测量系统专为可靠的数据采集而设计。

特点 优势
全向型仪器定位 LI-COR涡度相关通量测量系统的气体分析仪和三维超声风速仪支持任何风向获取可靠数据。
仪器分离部署减少流场畸变 LI-COR涡度相关通量测量系统的传感器彼此分离,减少气流通过三维超声风速仪时造成的流场畸变。
支持多种型号三维超声风速仪集成 LI-COR涡度相关通量测量系统支持超过十种不同厂商制造的三维超声风速仪。
专业一站式数据处理分析 LI-COR涡度相关通量测量系统中的数据使用业内广为认可的LI-COR专有的EddyPro软件和SmartFlux系统进行处理分析。

久经野外考验的气体分析仪

LI-COR涡度相关通量测量系统配置的气体分析仪性能可靠,被全球主要通量网络选为标准设备。这些通量网络的测试结果证明,LI-COR的气体分析仪性能更稳定和测量更准确,可在涡度相关通量测量系统中精准测量气体的摩尔分数和密度。

快速、准确测量

使用完整的LI-COR涡度相关通量测量系统,可以准确反映生态系统层面的气体交换差异。数据结果可靠、有依据; 数据不存在因非标准仪器或非标准数据处理导致的偏倚问题。

通过精密的光学和电子设计,LI-COR分析仪的性能与理论预期相一致。每台仪器均提供完整的校准细节。

可在任何地方部署

LI-COR气体分析仪在全温度范围内均可提供稳定、可靠的气体浓度测量结果。 开路式LI-7500DS分析仪,开路式LI-7700分析仪以及闭路式LI-7200RS分析仪专为具有挑战性的野外环境设计。关键光学元件可进行主动温度调节,保证电子元件在不同温度下性能稳定。

高频测量的LI-COR气体分析仪在同类分析仪中功耗更低。适用于多种三维超声风速仪和安装结构,数据可靠。

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The typical performance of LI-COR gas analyzers over a range of temperatures and CO2 densities.
researchers set up Eddy Covariance station in the snow

图片来源: Alfred Wegener 研究所/Lianna Nixon ,科罗拉多大学博尔德分校(CC-BY 4.0)

LI-COR的优势

LI-COR气体分析仪专为在挑战性环境中提供可靠数据而设计。

特点 优势
可温度调节的光学元件 LI-COR气体分析仪的光学元件采用主动温控调节技术,减少环境温度变化对信号漂移的影响。
低功耗 LI-7500DS功耗低,仅4W, 比其他同类分析仪功耗都低,非常适合于偏远地方架设。

从植物、土壤到大气——生态系统的全方位综合观测

植物是如何适应气候变化的?在未来气候情景下,不同类型的土壤碳库会发生怎样的改变?如何通过人工干预,影响生态系统的总初级生产力?回答以上这些问题,都离不开对生态系统的全方位综合观测。

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可靠的实时现场数据处理

目前只有LI-COR涡度相关通量测量系统能够实现野外采集数据的同时进行实时准确、完全数据处理并输出校正通量结果。Smartflux系统内置专业的EddyPro软件,具备先进的自动通量计算、处理和优化功能,可以实现实时数据采集和处理。您可以通过计算机以及Fluxsuite网站远程获取实时可靠的数据。

EddyPro® 软件

在与专业团队的长期合作及持续改进下,以及截至目前超过2000篇经同行评审得到肯定的文献发表,EddyPro软件已经重新定义了通量数据处理的新标准。

EddyPro软件执行标准化的处理步骤,并遵循全球通量观测研究网络(FLUXNET)、欧洲综合碳观测系统(ICOS)、中国生态系统观测网络(CERN)、美洲通量网(AmeriFlux)、澳洲通量网(OzFlux)等通量网络的格式要求。该软件经过了测试、验证,并被全球主要通量网络使用。因此您可以放心使用。

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EddyPro software screenshot

EddyPro的优势

  • 图形化界面,操作简易,无需使用专有语言进行自定义编程。
  • 完整的处理选项设置,包括频率响应校正、随机误差估计和质量标识
  • 使用主流通量网络的标准化计算程序
  • 数据结果在计算机端和SmartFlux 系统端保持一致,支持跨设备和站点复制
  • 输出结果符合当前FLUXNET、ICOS和AmeriFlux数据库标准,无需额外的数据后处理
  • 无缝处理LI-COR .ghg文件,同时支持其它文件类型
  • 支持自定义通量处理程序,满足不同用户需求
EddyPro software advantage screenshot

SmartFlux在线数据处理系统

SmartFlux系统是LI-COR涡度相关通量测量系统的实时在线数据处理及GPS同步模块,内置强大的微型计算机,支持实时在线运行EddyPro数据处理软件,多达50多种通量数据处理算法,提供完全数据处理通量结果。 GPS接收器用于同步系统时钟减小漂移。灵活的数据传输选项适用于所有配置。

SmartFlux系统使用EddyPro进行通量数据处理,包括校正和频谱分析。它集成并同步生物气象、三维超声风速仪和气体分析仪数据,确保通量不受随机和系统时间误差的影响。

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Smartflux tower

FluxSuite数据管理软件在线使用

FluxSuite数据管理软件是一个安全的、基于Web的云平台,支持智能手机、平板电脑、计算机查看和下载经过完全处理的通量数据结果。可查看多站点信息,添加用户及使用人,设置电子邮件发送数据质量和设备状态报警提醒。

免费试用FluxSuite(60天)
fluxsuite software screen

LI-COR优势

LI-COR涡度相关通量测量系统执行可靠的数据处理。

特点 优势
内置微处理器 SmartFlux中内置ARM Cortex 720 MHz处理器,支持实时运用超50种通量数据处理算法。
应用公开发表并获得广泛认可文献中的数据校正和通量计算方法 SmartFlux使用EddyPro经过同行认可的计算和算法来校正和处理通量,包括校正和光谱分析。
桌面软件和与内置计算模块一致 EddyPro在PC端和SmartFlux系统中数据结果一致,支持不同设备和站点之间数据复制。相比之下,一些基于数采的系统使用不同的代码来编写嵌入式模块和桌面软件,会使得再现性变得困难。
指定站点及用户指定的数据处理方法 LI-COR系统支持不同站点需求自定义通量处理程序。相比之下,一些基于数采的系统、近似的通量数据,缺失许多关键步骤。
微秒级时间同步 SmartFlux集成并同步生物气象系统,三维超声风速仪和气体分析仪数据,确保通量不会因随机和系统时间误差产生偏倚。
即点即选式用户体验 EddyPro具有经过精心设计和实用的可视化界面,相对于那些需要使用专有语言进行自定义编程的基于数采系统,更友好,易于操作。
数据输出符合通量网络标准 EddyPro的输出符合当前FLUXNET、ICOS和AmeriFlux数据库标准,无需额外数据后处理。

技术支持、培训和资源

LI-COR涡度相关通量测量系统提供专业技术培训、教育、文档和不断更新的技术支持。

科学家技术支持

LI-COR拥有专业的涡度相关科学家团队,可为您解答任何技术问题并为您的LI-COR涡度相关通量测量系统提供技术支持。LI-COR科学家仍在不断研究、发表论文,并与社会各界合作交流。

培训

LI-COR 每年在Lincoln,Nebraska及其他多个地方提供现场培训课程, 由涡度相关专家授课 ,课程包括涡度相关理论和应用概述、站点设计、仪器配置、使用EddyPro软件进行数据处理以及仪器和场地架设的实践经验分享。

技术支持中心

LI-COR技术支持中心是一个包含大量技术文档、应用说明、安装指南、校准单、软件和视频的资源库。是享受LI-COR技术支持的关键通道。

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涡度相关专业书籍

由LI-COR科学与战略研究员、国际公认的涡度相关专家George Burba撰写的2022版《Eddy Covariance Method for Scientific, Regulatory and Commercial Applications》,适用于任何对涡度相关感兴趣的人 ——从新手到专家。

这篇近700页的综合性书籍包括数百幅关于该方法的理论、应用和实践方面的插图、示例和参考文献。

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涡度相关通量测量系统使用的仪器

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参考文献

  1. Wyngaard, J. C., 1981. The effects of probe-induced flow distortion on atmospheric turbulence measurements. Journal of Applied Meteorology, 20: 784-794.
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  7. Horst, T. W., R. Vogt, and S. P. Oncley, 2016. Measurements of flow distortion within the IRGASON integrated sonic anemometer and CO2/H2O gas analyzer. Boundary-Layer Meteorology, 160(1): 1-15.
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  9. Grare, L., L. Lenain, and W. K. Melville, 2016. The influence of wind direction on Campbell Scientific CSAT3 and Gill R3-50 sonic anemometer measurements. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 33(11): 2477-2497.