坐标旋转对东北山地森林涡动通量的影响

摘要：

坐标旋转是复杂地形条件下涡动协方差(EC)通量观测的必要步骤,系统评价不同坐标旋转方法的影响有助于提高EC通量观测的精度.以处于山谷坡面的帽儿山温带落叶阔叶林为例,采用标准主轴法探讨了复杂地形条件下不同倾斜校正方法对感热通量(H)、潜热通量(LE)、CO2通量(Fc)、能量平衡、摩擦风速(u*)和垂直速度(w)的影响.结果表明:与校正前的通量相比,二次旋转(DR)、平面拟合(PF)、垂直速度无偏平面拟合(NBPF)、月尺度平面拟合(MPF)、三次旋转(TR)和月尺度分风向区平面拟合(MSWPF)得到的H变幅依次为+1.5％、+3.8％、+3.1％、+3.3％、-1.3％和-7.1％.对LE来说,NBPF和DR分别升高1.O％和0.4％,PF增加0.671 W·m-2,MPF降低0.4％,但截距增加0.747 W·m-2,MSWPF和TR则分别降低4.5％和15.1％.坐标旋转后Fc降幅为6.0％(DR)～12.1％(TR).不同倾斜校正方法中,PF使能量平衡闭合平均提高约2％,TR却降低约6％.从校正后的u*和w看,TR和NBPF不宜用于风速仪倾斜校正.考虑到EC观测精度和应用,帽儿山站坐标系统应优先选择PF,其次为DR.此结果为复杂地形条件下EC通量观测的风速仪倾斜校正提供参考.

关键词：涡动协方差、倾斜校正、二次旋转、三次旋转、平面拟合、能量平衡

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资助基金：本文由国家自然科学基金项目41503071和教育部长江学者和创新团队发展计划项目IRT_15R09资助 This work was supported by the Project of National Natural Science Foundation of China 41503071 and the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team of Ministry of Education IRT_15R09.

在线出版日期：2016-10-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2779-2788