EddyPro学习笔记(4)

2019-06-11 22:47

Using results from previous runs with EddyPro 一般EddyPro的计算过程可以视为两个步骤,第一个步骤是原始数据的处理,第二个步骤是通量的计算及校正。如果选择analytical spectral correction或者不进行光谱校正,则在第一步中就完成了通量的计算及必要校正,结果一般存在一个叫essential的文件夹里。如果选择了in situ光谱校正,则需要两步分别进行。 第一步占用了大量的时间,第二步需要时间较短。因此,如果对某数据事先进行过一些处理,儿只是后续处理步骤不同,可以首先定位过去的处理结果文件夹,注意要同时有essential以及*.eddypro,这样就可以节省大量时间

当然要看你过去的run跟现在的run之间的第一步是否一致。

Flags

可以用阈值来筛选掉一些不切实际的值。 注意目前同一变量只能进行一次筛选。

第六章 计算偏好

给出了express mode的默认设置

预处理 Preliminary processing Importing data

EddyPro是根据文件名以及平均时间来确定结果的输出时间的,表格里面的timestamp被忽略了

Defining the dataset

如果有flag,根据flag剔除记录

把数据分为敏感和不敏感的,分开处理,利用敏感变量来进行计算

调整风速仪坐标系统

Adjusting anemometer coordination system

都采用正交坐标系统,便于根据地理北极来提取真实的风向信息。 每个风速仪上都有自己的北向。

地理北向与风速仪北向的不一致即出现了north offset

Calculating relative instrument separations 计算仪器距离影响

对于闭路系统,还需要计算cell temperature

Despiking and raw data statistical screening 通过测试 0 未通过测试1 如果未进行测试 9

EddyPro不会根据这些测试结果直接对其进行剔除

Spike removal and Spike test 野点检测及去除

如果连续超出规定范围的点不超过3个 则被认定为野点 如果3个以上 不做为野点 移动窗口一般是平均时间的1/6,每次移动窗口的一半 检测出的野点会被计数并用临近点线性插值

对于不同变量,范围规定不同,比如u v是3.5倍标准差 w是5倍标准差等 CO2和H2O是3.5倍。。。

如果在一个平均时间段内,比如30min,如果野点个数大于1%,则被认为是野点过多。但是注意,连续3个或者3个以下的超出范围的值被认为是一个野点。

Amplitude resolution test 振幅分辨率测试

对于一些方差比较弱的记录(风速较小,稳定状态),振幅分辨率可能不足以抓到这些波动,导致数据中呈现阶梯式。还可能是由于faulty instrument或者数据记录等问题造成

先把数据bin,然后得到频率分布。当空的bins数超过一定阈值,就说明有分辨率的问题。

Drop-out test

在一小段时间中,维持在某值附近,这段观测没有超出阈值范围,但又与该时期的平均值有明显差异。这可能是由于仪器的不正常运行,比如雨或者其他因素导致光路或者超声风速仪的路径出现问题。

绝对界限

Absolute limits

峰度和偏度

skewness and kurtosis

仪器非正常运行可能导致excessive峰度和偏度

Discontinuities 间断性

利用Harr transform,跳跃性的。

Time lags

检测利用covariance maximization得到的time lag是否与事先给定的time lag差别太大

Angle of Attack

Steadiness of horizontal wind 水平风速的稳定性

random uncertainty estimation 随机不确定性估计

Integral turbulence time-scale (ITS),在这里其实就是cross-correlation的integral。 时滞越大,两者之间的相关性就越小。这就是covariance maximization的原理。

首先计算ITS,然后根据公式计算随机不确定性。

两种方法,一种是Mann & Lenschow (1994),另一种是Finkelstein and Sims (2001)

Cross-wind correction

侧风订正考虑了垂直于观测路径的风速分量对超声虚温的影响。

这个校正在一些风速仪,如CSAT3中已经进行了,所以如果再进行的话重复。

Angle of Attack correction 迎角订正

是由于风速仪不完美的cosine响应。即当风以较大的迎角(显著偏离水平)接近风速仪时,post-mounted,即垂直安装的风速仪的框架会使风畸变,导致观测不准确。

Axis rotation for tilt correction 倾斜校正:坐标旋转

三种方法,二次旋转,三次旋转,平面拟合。 Traditional planar fit

传统的平面拟合:在复杂地形,坡度较大情况时,垂直风速分量以及cross-stream stresses可能的确不等于0。

Planar fit with no velocity bias

传统平面拟合时,b0并不能很好的代表垂直风速观测中的偏差。

Calculating turbulent fluctuations 即去趋势

转换单位 时滞补偿

最大最小时滞如果没有设定,EddyPro会自动计算。

全谱的一个特性是他们积分等于相应变量的variance。但全谱难以解译,因此计算binned spectra。

指数间隔的频率段,这样保证了频率越高,用于计算的谱的值越多,因此进一步降低了噪音。

仪器加热效应 当低温低于-10℃时,就需要

注意:fulloutput中的CO2_flux对应于Ameriflux中的FC,不包含storage和advection,而fulloutput中输出的有这两项,如果用CO2_flux加上这两项,就对应于Ameriflux中的NEE。

不管怎么调整,输出结果中只有fulloutput是输出了全部时间序列的资料,其他output格式中,包括Ameriflux和essential中,都只输出了能计算出结果的项,忽略了其他有问题的项。因此用了fulloutput中的结果,计算NEE。

Fulloutput输出的daytime不能用,都是每天的6点到晚上的18点是白天,其余是夜间。

EddyPro在输入Raw file name format时,必须有年月日时分。 用CardConvert软件可以实现:

在options中选择 use time 然后time settings选择一天一个文件,然后filenames选择timedate,然后选择append,第一次会跳出来cannot,不用管。


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