概述：地球系統(tǒng)碳循環(huán)與全球氣候變化息息相關(guān)，但目前陸地生態(tài)系統(tǒng)（特別是森林生態(tài)系統(tǒng)）CO₂收支的定量測定依然是全球碳循環(huán)估測中不確定性的主要來源之一。精確測定森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量是合理評估森林生態(tài)系統(tǒng)在生物地球化學(xué)循環(huán)及其調(diào)節(jié)氣候變化作用的基礎(chǔ)。目前森林生態(tài)系統(tǒng)尺度CO₂通量測定的3種主要方法（測樹學(xué)方法、箱式法、渦動協(xié)方差法），各有優(yōu)缺點，其中渦動協(xié)方差方法以其高時間分辨率、原位無干擾連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點而應(yīng)用越來越廣泛。

渦動觀測系統(tǒng)，采用渦動協(xié)方差原理，是一種微氣象學(xué)的測量方法，利用快速響應(yīng)的傳感器來測量大氣—下墊面間的物質(zhì)交換和能量交換。是一種直接測算通量的標(biāo)準(zhǔn)方法,是測定生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量交換通量的關(guān)鍵技術(shù)。由于測量方式和原理不同，渦動觀測系統(tǒng)分為開路渦動觀測系統(tǒng)和閉路渦動觀測系統(tǒng)。

渦動觀測系統(tǒng)可以測量能量通量（顯熱通量、潛熱通量、動量通量）和物質(zhì)通量（CO₂ / H₂O）以及一些空氣動力學(xué)參數(shù)等,主要應(yīng)用于邊界層理論研究、大氣擴散、能量收支研究、水分等物質(zhì)收支等眾多領(lǐng)域。

通量觀測適用于森林、草地、農(nóng)田、沙漠、城市、水域等各種下墊面環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于中科院、林科院、氣象局、海洋局及各科研領(lǐng)域?qū)^(qū)域碳、水循環(huán)過程的研究；做為測算生態(tài)系統(tǒng)與大氣間物質(zhì)和能量交換信息的有效手段，為分析地圈-生物圈-大氣圈的相互作用提供重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為大尺度、長期和連續(xù)的科學(xué)研究提供支撐。

數(shù)據(jù)控制單元

1. 掃描頻率：150Hz

2. 數(shù)據(jù)存儲：可移動USB存儲設(shè)備16G

3. 數(shù)據(jù)通訊：網(wǎng)線接口

4. 可直接與實時在線通量計算模塊連接

三維超聲風(fēng)速儀

1. 風(fēng)速

1.1范圍：0~65 m/s

1.2分辨率：0.01 m/s

2. 風(fēng)向

2.1范圍：0~359 o

2.2 分辨率：0.1 o

3. 測量

3.1內(nèi)部采樣率：32Hz

3.2輸出頻率：1、2、4、8、 10、16、20、32Hz

4. 工作環(huán)境

4.1工作溫度：-40~70℃

4.2耐降水強度：300mm/hr

開路式CO₂/H₂O分析儀

1. 分析儀硬件設(shè)計方式：氣體分析儀和三維超聲風(fēng)速儀彼此分離，以減小分析器對風(fēng)速測定的影響（尤其是垂直風(fēng)分量）

2. 分析器溫度設(shè)置：具備低溫和高溫兩種溫控模式

3. 光路長度：12.5 cm

4. 功耗：典型4W@25℃，運行時最高8W@ -25~50℃

5. CO₂分析器

5.1測量范圍：0~3000μmol/mol

5.2準(zhǔn)確度：＜1%

5.3零點漂移(℃-1)：典型±0.1 μmol/mol，最大±0.3 μmol/mol

5.4 RMS噪聲@370μmol/mol：0.08μmol/mol@5Hz，0.11μmol/mol@10Hz， 0.16μmol/mol@20Hz

5.5增益漂移（讀數(shù)的%@370μmol/mol）：典型±0.02%，最大±0.1%

5.6對H₂O靈敏度（mol CO2/mol H2O）：典型±0.00002；最大±0.00004 

6. H₂O分析器

6.1 測量范圍：0~60 mmol/mol

6.2準(zhǔn)確度：＜1%

6.3零點漂移((℃-1)：典型±0.03 mmol/mol，最大±0.05 mmol/mol

6.4 RMS噪聲@10 mmol/mol：0.0034 mmol /mol @5Hz，0.0047 mmol /mol@10Hz，0.0067 mmol/mol @20Hz

6.5增益漂移（讀數(shù)的%@20mmol/mol）：典型±0.15%，最大±0.3%

6.6對CO₂靈敏度（mol H2O /mol CO2）： 典型±0.02，最大±0.05

實時在線通量計算模塊

1. 內(nèi)置GPS模塊：高準(zhǔn)度的系統(tǒng)時鐘和布置在多個樣地的儀器內(nèi)的精確的時鐘控制，方便用戶進(jìn)行站與站之間的通量數(shù)據(jù)比較。

2. 具有數(shù)據(jù)采集、自動修正、自動計算通量、無線下載數(shù)據(jù)并實時遠(yuǎn)程管理等功能。

3. 可直接使用完全修正好的通量數(shù)據(jù)：對感熱、潛熱、蒸散發(fā)、CO₂、H₂O樣地實時和遠(yuǎn)程在線都進(jìn)行完全自動修正，無需人為二次修正。

4. 遠(yuǎn)程連接：通過移動網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器可實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線連接和控制。

數(shù)據(jù)分析軟件

1. 通量數(shù)據(jù)處理軟件

1.1可提供GHG-Europe與AmeriFlux標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)輸出。

1.2可實現(xiàn)實地的頻譜修正、平面擬合等總計58種高級功能。

1.3支持任何頻率的原始數(shù)據(jù)采樣。

2. 渦度數(shù)據(jù)差補軟件

2.1足跡建模：允許查看監(jiān)測點地圖，并可在足跡計算功能中，實現(xiàn)對通量貢獻(xiàn)區(qū)的作圖。

2.2 QA/QC：可選擇任意變量過濾通量數(shù)據(jù)，或采用滑線輕松設(shè)置最小、最大閾值。

2.3氣象站數(shù)據(jù)自動差補：可使用氣象站數(shù)據(jù)來插補通量監(jiān)測中丟失的氣象數(shù)據(jù)。