CPEC310是由美國Campbell Scientific Inc.研制的一款高性能、高可靠性的科研級閉路渦動相關通量觀測系統,可用于大氣與生態系統之間的二氧化碳、水汽、熱量和動量交換的長期監測。一套完整的CPEC310閉路渦動相關通量觀測系統系統由一套EC155閉路氣體分析儀、CSAT3A三維超聲風傳感器、CR6數據采集器以及其他配件和配套操作軟件組成,系統高度集成,包含了使用中所必須的各種儀器及配件。EC155是專為渦動相關通量觀測設計的閉路氣體分析儀,可同時測量二氧化碳和水汽的絕對密度,采樣氣室內的溫度和壓力,其采用5.8ml的小采樣氣室設計,大大減少了采樣停留時間(50ms,7LPM時)。這使系統的功耗大幅降低到12W,并擁有優異的頻率響應性能(5.8Hz,半功率帶寬)。結合CSAT3A三維超聲風傳感器即可同步測量三維風速、空氣溫度和超聲虛溫。
渦動協方差系統,亦稱渦度相關系統,是一種微氣象學的測量方法,采用渦度相關原理,利用快速響應的傳感器來測量大氣下墊面的物質交換和能量交換,它是一種直接測定通量的標準方法,已成為近年來測定生態系統碳、水交換通量的關鍵技術,得到了越來越廣泛的應用,并逐漸成為國際通量觀測網絡的主要技術。
通量觀測系統可以測量顯熱通量、潛熱通量、動量通量、摩擦風速,以及其它物質通量(如CO2等),主要應用在邊界層理論研究、大氣擴散、能量收支研究、水分及其它物質收支研究等眾多領域。
AP200廓線系統是一套測量垂直剖面上CO2和H2O含量的一體化測量系統,測量從地表到冠層觀測高度的CO2和H2O的傳輸和交換規律,并測量CO2和H2O在森林中空間上的時序分布。在通量觀測中是測量碳儲的主要手段,通常與渦度相關系統結合使用,以更全面地反映地表氣體交換。
梯度系統:測量大氣中不同高度的風速風向、溫濕度、輻射以及不同深度土壤的土壤溫度和含水量,適用于不同的下墊面和大氣條件。系統測量的數據能夠直接用于計算大氣穩定度、湍流強度、平面粗糙度和零平面位移、感熱通量、潛熱通量、土壤熱通量,Monin-Obukhov長度等空氣動力學參數,在森林系統中的輻射梯度和PAR梯度,可用于計算群落葉面積指數、有效葉面積指數,林冠結構等;梯度氣象觀測系統也是渦動協方差系統的重要補充,能夠為渦動協方差系統提供重要的氣象環境背景資料、梯度氣象觀測系統包括風溫濕梯度觀測、輻射收支觀測及土壤觀測等。