全球氣候變化及其帶來的生態(tài)環(huán)境問題是當今世界面臨的重大挑戰(zhàn)。利用渦度協(xié)方差技術(shù)開展生態(tài)系統(tǒng)與大氣CO2、H2O、CH4及熱通量的網(wǎng)絡(luò)觀測研究，對于認知和預測全球變化規(guī)律與趨勢、評價生態(tài)系統(tǒng)碳源和碳匯及水資源的合理利用等都具有重要的科學意義。

 

渦度協(xié)方差是基于微氣象學方法和渦度相關(guān)技術(shù)對生態(tài)系統(tǒng)與大氣間物質(zhì)湍流通量進行實時非破壞性測量的方法。渦度協(xié)方差可以在較大空間尺度上長期測定碳、水等通量在大氣-植被-土壤間的交換過程。

 

渦度協(xié)方差測量是上述通量的一種直接、有效、廣為接受的方法。下面介紹相關(guān)的一些測量概念：

 

通量：

通量密度：單位時間內(nèi)單位面積通過的物質(zhì)的量。

影響通量因素：①物質(zhì)的量；②面積；③時間

 

感熱通量（H）：地面和大氣間，在單位時間內(nèi)，沿垂直方向通過單位面積的熱量稱之為感熱通量。

Wm-2或J m-2 s-1

白天：地溫高于氣溫，熱量由地面?zhèn)魉徒o上面較冷的空氣并促其增熱，感熱通量為正值；

夜間：地面輻射冷卻，氣溫高于地溫，感熱通量為負值。

 

水汽通量（E）：在單位時間內(nèi)流經(jīng)某一單位面積的水汽量，單位：mmolH2Om-2s-1。

 

汽化潛熱（L）：溫度不變時，單位質(zhì)量的某種液體物質(zhì)在汽化過程中所吸收的熱量為汽化潛熱。如果液體是水的話，就是單位質(zhì)量的水在汽化過程中所吸收的熱量。

單位：J/gH20

 

潛熱通量（LE）：潛熱通量（latent heat flux）為大氣中的水發(fā)生相變時引起的熱量輸送。

單位為W·m-2

 

蒸發(fā)散（ET）：包括了地表水分蒸發(fā)與植物體內(nèi)水分的蒸騰。它是維持陸面水分平衡的一個重要組成部分，也是維持地表能量平衡的主要部分。