一种模拟线源排放甲烷技术和通量观测系统数据质量检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种模拟线源排放甲烷技术和通量观测系统数据质量检测方法,涉及检测通量设备技术领域。首先建立了定量排放甲烷气体的点源技术，并根据农田生态系统甲烷排放的行为，用60个点源模拟一条60米长度的甲烷排放线源，根据通量观测设备安装高度及历史环境数据，利用足迹模型评估上风向源区贡献率最大点距通量塔之间的距离，将线源布置在通量塔上风向该距离处，并调整方向，线源持续排放纯甲烷气体，排放速率每20秒一次，排放量由定量管体积、甲烷气源压力和排放时间决定。通过通量塔上的检测设备测量以及观测数据的协方差处理，最后通过足迹模型分析，建立数据处理规范，进而对观测数据做质量判别，或对实验方案的设计进行指导。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟线源排放甲烷技术和通量观测系统数据质量检测方法
本专利技术涉及通量观测检测设备
，尤其涉及一种模拟线源排放甲烷技术和通量观测系统数据质量检测方法。
技术介绍
几乎所有的通量观测都是从确定观测对象(生态系统)开始的，然后是寻找合适的森林、草地或农田观测场所。观测场所选择是一个重要问题，它关系到所获得数据的价值，在通量塔的建设过程中需要首先对通量塔的数据质量进行检测，从而防止通量塔所获取的观测数据与实际情况不符从而影响研究成果的准确性，而现有技术中缺少一种能够定量化快速对通量塔获取数据的准确性进行检测的方法。源区分析是一个检查通量观测数据质量的重要方面。足迹函数表述如下：其中，Fx是通量塔测量的通量，Fij是上风向某点(x，y)的地面源强，Φij则是通量的足迹函数，表示(x，y)处单位下垫面对所测通量Fx的贡献率。Δxij和Δyij表示模型分辨率，即积分步长。足迹函数与观测高度、以及风速风向、地表粗糙度、大气稳定度等因素有关。因此，方程(1)表示了所有感兴趣“源区”的贡献，而其余“区域”的贡献率则视为零本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟线源排放甲烷技术和通量观测系统数据质量检测方法，其特征在于，用气控元件和定量管构成定量排放点源，并用60个点源按一米间隔直线放置，按每20秒同时排放一次等量的定量管内甲烷气体，每分钟排放3次，构成模拟排放线源，控制程序记录排放时期的排放次数，总的线源排放量等于：定量管体积乘以甲烷气源压力、乘以排放次数、再乘以点源数量。通过通量塔上的检测设备测量以及数据的协方差处理，得到排放时期区域甲烷通量5分钟、15分钟和30分钟的数据，最后通过足迹模型分析，建立数据处理规范。所述通量塔的位置设为A，三维超声风速仪的朝向是主风向，根据通量观测设备安装高度和历史环境数据可确定线源最佳安放位置，并且整...

【技术特征摘要】
1.一种模拟线源排放甲烷技术和通量观测系统数据质量检测方法，其特征在于，用气控元件和定量管构成定量排放点源，并用60个点源按一米间隔直线放置，按每20秒同时排放一次等量的定量管内甲烷气体，每分钟排放3次，构成模拟排放线源，控制程序记录排放时期的排放次数，总的线源排放量等于：定量管体积乘以甲烷气源压力、乘以排放次数、再乘以点源数量。通过通量塔上的检测设备测量以及数据的协方差处理，得到排放时期区域甲烷通量5分钟、15分钟和30分钟的数据，最后通过足迹模型分析，建立数据处理规范。所述通量塔的位置设为A，三维超声风速仪的朝向是主风向，根据通量观测设备安装高度和历史环境数据可确定线源最佳安放位置，并且整个线源应当覆盖主风向至少正负30度夹角。一排多个点源同时排放等量纯甲烷气体组成一个模拟线源；
验证通量塔设备数据质量的方法包括以下步骤：
(一)首先通过三维超声风速仪的主风向位置安置线源。所述通量塔的位置设为A，一排所述线源的首端位置设为B，一排所述线源的末端位置设为C，所述夹角BAC为60度，即覆盖主风向正负30度范围,所述BC边垂直于AC边，且垂直距离35米左右，所述BC边大约长60米；
(二)排放控制程序测量风速风向，自动计算前5分钟的矢量合成风向，并作为对下5分钟执行动作的判定依据,当风速较稳定、风摆角度不大时，5分钟矢量合成风向在主风向正负30度范围内，控制程序就开始控制气控源的高纯氮气的充压和排放，从而进行60个点源同时排放等量纯甲烷气体。当风速不稳定，风摆较大，5分钟矢量合成风向偶然会超出主风向正负30度范围时，可固定风向传感器朝向主风向，达到持续排放甲烷气体的目的；
(三)排放实验结束后，对通量塔上的数据进行处理，得到排放时期区域甲烷通量5分钟、15分钟和30分钟的数据，剔除排放期间换气源钢瓶时间的数据，剔除饱和水汽压差小于0.6千帕的数据，并拼接数据供模型分析；
(四)更换不同体积的定量管，重复排放实验；
(五)调整不同的定量管排放高度，重复排放实验；
(六)将线源按权重分为两段，以评估不同排放距离对模型预测的影响；
(七)最后用FFP模型和KM模型拟合作足迹分析，判定最优实验设计组合，以评...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉芳，刘钢，甄晓杰，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，江苏天诺基业生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32