一种用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法技术

本发明专利技术涉及一种用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，方法包括：采用一体式涡动相关观测系统获取荒漠草原生态系统中的涡度相关观测通量数据；涡度相关观测通量数据包括：三维风速数据、高频超声温度数据和二氧化碳密度数据和水汽密度数据；将获取的涡度相关观测通量数据进行预处理，获得通过预处理的涡度相关观测通量数据；采用二次旋转法或平面拟合法求得以各自基准面的坐标旋转矩阵。本发明专利技术提供的数据处理方法，不仅排除异常数据和天气等因素对数据的影响，而且还能够降低观测设备本身产生的难以避免的误差；使得最终获得的数据更加精确和可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法
本专利技术涉及数据处理
，尤其涉及一种用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法。
技术介绍
涡度相关法观测理论基础坚实可靠以及长期以来在通量观测研究中被广泛应用。涡动协方差技术已经成为陆地生态系统能量和物质通量观测的主流方法.通量观测通常是在固定的单点进行的，因此必须选择一个坐标系来测量物质守恒方程的各项通量。超声风速仪坐标系不可能与不断变化的风场始终保持平行，即平均风速垂直分量不为零，因此坐标旋转是数据处理的必要步骤.通量观测中坐标系选择和旋转的基本指导原则是选择一个坐标系来测量物质守恒方程的各项通量.尽管通量观测的坐标旋转方法有一些共识，但目前没有统一的方法.分时段独立法包括二次坐标旋转计算方便，是地形平坦条件下的一种有效坐标旋转方法；但旋转后的x－y平面是一个动态变化的平面，常常因垂直速度的随机误差而产生较大的侧向应力误差，并可能由于高通滤波效应而低估通量的低频贡献.为此，有人提出一种基于长期风场变化寻找一个长期参考平面的思想，其中以平面拟合法最为常见。平面拟合法可以有效降低高通滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，/n所述方法包括：/n采用一体式涡动相关观测系统获取荒漠草原生态系统中的涡度相关观测通量数据；/n其中，所述涡度相关观测通量数据包括：三维风速数据、高频超声温度数据和二氧化碳密度数据和水汽密度数据；/n将获取的涡度相关观测通量数据进行预处理，获得通过预处理的涡度相关观测通量数据；/n采用二次旋转法或平面拟合法求得以各自基准面的坐标旋转矩阵，并通过坐标旋转矩阵对预处理的涡度相关观测通量数据中的三维风速数据进行坐标旋转修正，获得修正处理后的涡度相关观测通量数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，
所述方法包括：
采用一体式涡动相关观测系统获取荒漠草原生态系统中的涡度相关观测通量数据；
其中，所述涡度相关观测通量数据包括：三维风速数据、高频超声温度数据和二氧化碳密度数据和水汽密度数据；
将获取的涡度相关观测通量数据进行预处理，获得通过预处理的涡度相关观测通量数据；
采用二次旋转法或平面拟合法求得以各自基准面的坐标旋转矩阵，并通过坐标旋转矩阵对预处理的涡度相关观测通量数据中的三维风速数据进行坐标旋转修正，获得修正处理后的涡度相关观测通量数据。


2.根据权利要求1所述的用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，高频超声温度数据包括：高频感热通量数据；
所述方法还包括：
对预处理的涡度相关观测通量数据中的高频感热通量数据进行超声虚温修正。


3.根据权利要求2所述的用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：对经过超声虚温修正的高频感热通量数据进行频率损失修正。


4.根据权利要求3所述的用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，采用二次旋转法求得以x-y为基准面的坐标旋转矩阵包括如下步骤：






第二次旋转为新的x-z平面绕y轴旋转，进而使平均W2＝0：






通过坐标旋转矩阵对通过预处理的涡度相关观测通量数据中的风速数据进行坐标旋转修正，修正后的最终合成风速：
式中，U1、V1为第一次旋转后x方向和y方向的水平风速；W1为第一次坐标旋转后的z方向垂直风速；ux、uy和uz分别为测量的x方向和y方向的水平风速和垂直风速；α为x-y平面绕z轴旋转的角度；U2、V2为第二次旋转后的水平风速；W2为第二次坐标旋转后的垂直风速；β为新的x-z平面绕y轴的角度。


5.根据权利要求3所述的用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，采用平面拟合法求得以x-y为基准面的坐标旋转矩阵包括如下步骤：
计算旋转所有观测时次各风速分量的统计值；
在平面拟合坐标旋转后风矢量矩阵形式为：
uxp＝P(ux-c)(5)
式(...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚建民，袁祺，高翔，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林业研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11