源/https://essd.copernicus.org
最近，中科院青藏高原研究所、中國科學(xué)院青藏高原地球科學(xué)卓越創(chuàng )新中心、中國科學(xué)院大學(xué)的學(xué)者和德國布倫瑞克工業(yè)大學(xué)、GFZ德國地球科學(xué)研究中心以及LI-COR公司研究人員，合作在《Earth system Science Data》期刊上撰文，發(fā)布了全球首批西藏中部高山草原生態(tài)系統長(cháng)期碳通量數據集。數據表明：從2005-2019年，西藏高山草原生態(tài)系統表現為“微弱”的碳吸收。這表明了該生態(tài)系統的脆弱性：在全球變暖背景下，該生態(tài)系統極易轉變?yōu)椤疤荚础薄?/span>
西藏高山草原生態(tài)系統的面積約為800,000km2，土壤表層30cm內包含3.3%的土壤有機碳。僅西藏自治區（472,037km2）的總有機碳含量就高達1.93PgC 。這一地區升溫幅度是全球平均水平的兩到三倍，這會(huì )導致土壤呼吸速率的增強，土壤碳庫存在損失的風(fēng)險。圖源/wikipedia.org
得到這一結論并不容易。這背后是對海量通量原始數據的精準、可靠分析。
LI-COR公司研發(fā)的EddyPro?軟件在本項研究中發(fā)揮了重要作用。
研究者對渦度協(xié)方差通量數據做了嚴密的數據分析，包括：
原始數據處理 Raw data processing
去除異常值、坐標旋轉、除趨勢分析、數據質(zhì)量分級。10Hz的原始數據通過(guò)EddyPro?計算出每30mins的通量數據。
數據漂移修正Drift correction
由于氣體分析儀在光源、鏡頭、濾光片、檢測器等方面存在細微差異，吸收率和氣體密度之間的關(guān)系并不完全符合理論值，需對每個(gè)氣體分析儀單獨校準。吸收率偏移值的時(shí)間序列作為動(dòng)態(tài)元數據導入EddyPro?軟件。
數據質(zhì)量過(guò)濾Quality filtering
只有在特定條件下，渦度協(xié)方差方法獲得的數據才是有效的。因此在EddyPro?對數據進(jìn)行嚴格分類(lèi)過(guò)濾：Quality Flags。
EddyPro?是一款功能強大的渦度協(xié)方差數據處理軟件：可計算得到CO2、H2O、CH4、能量通量。EddyPro?可隨SmartFlux?安裝在野外渦度監測系統中，實(shí)時(shí)處理原始數據；EddyPro?還可安裝在個(gè)人電腦上，研究者可選擇各種處理方法對原始數據做深度分析。
風(fēng)場(chǎng)分析Wind field analysis
樣地周邊建筑物或其他基礎設施的存在，會(huì )影響通量值的有效性。因此，研究者們分析了該位點(diǎn)的風(fēng)場(chǎng)分布。此外，使用2001年的Kormann和Meixner模型，研究者計算了累積量來(lái)估算通量測量的源面積。使用FREddyPro R計算累積量（Cummulative Footprints）并成圖。EddyPro軟件可計算上風(fēng)向通量貢獻的距離。
傳感器自加熱數據修正Sensor self heating correction
當使用開(kāi)路IRGA分析儀時(shí)，測量光路上溫度和水汽濃度的波動(dòng)會(huì )引發(fā)空氣密度的變化，此時(shí)有必要對測量數據進(jìn)行訂正，方法通常使用WPL。另外，在寒冷條件下，例如當溫度低于-10℃，由于在測量光路上發(fā)生的傳導、對流和輻射熱交換過(guò)程，會(huì )導致最終CO2的通量表現為吸收。這一現象與儀器內部電子元件在工作時(shí)的發(fā)熱以及開(kāi)路測量不同部位接收到的太陽(yáng)輻射不同有關(guān)。雖然這種Heating Correction的量級很小，比WPL訂正小10~50倍，但如果長(cháng)期處在低溫環(huán)境下，足以導致對生態(tài)系統碳吸收的高估。針對這個(gè)問(wèn)題，LI-COR科學(xué)家Burba等（2008）在EddyPro?軟件中，開(kāi)發(fā)出了一整套完整的訂正解決方案。
數據插補Gap filling
為了讓時(shí)間序列上CO2通量數據是完整的，研究者使用邊際分布采樣（MDS）方法，在ReddyProc R軟件包里，對通量數據進(jìn)行了插補。
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