El protocolo es una descripción paso a paso de la configuración del sitio de covarianza de peluche y el rendimiento de las mediciones desde cero, que se puede aplicar con éxito en ecosistemas espacialmente limitados. Creemos que el protocolo hace que sea más fácil darse cuenta de que, sin embargo, es necesario cumplir requisitos estrictos. La técnica de covarianza se puede aplicar satisfactoriamente también en lugares no ideales.
Una vez que se presenta en forma visual, el protocolo se puede utilizar como una primera y relativamente fácil opción para los no especialistas forzados o dispuestos a utilizar la técnica de covarianza de color desaliñado. Para empezar, en un mapa de altura, elija una ubicación de sitio de medición en terrenos relativamente homogéneos y planos para cumplir con los requisitos básicos del método CE. Seleccione una ubicación sin obstáculos y asegúrese de que el área a investigar se extiende en cada dirección al menos 100 veces la altura del sensor a colocar.
En el sitio, utilice un anemómetro para investigar las direcciones del viento prevalecientes durante un año o analizar los datos de la estación meteorológica más cercana. Decida qué sistema EC utilizar. Abra el analizador de gas infrarrojo de trayecto con menor consumo de energía o un analizador de trayectoria cerrada con un tubo de admisión corto si no hay limitaciones a la fuente de alimentación o si está en entornos hostiles.
En el sitio, coloque un trípode con un poste vertical para montar el sistema EC en la parte superior. Coloque el analizador de gas infrarrojo y el anemómetro sónico 3D cerca uno del otro. Coloque el anemómetro sónico en una posición perfectamente vertical.
Incline ligeramente el analizador de gas para permitir que el agua de lluvia se espete fácilmente. Elevar los instrumentos a una altura dos veces la altura del dosel desde la superficie del suelo y al menos uno y medio a dos metros por encima de la parte superior del dosel. Evite montar elementos innecesarios cerca del sistema EC, lo que puede distorsionar el flujo de aire.
Para un mayor cálculo y análisis de flujo, mida algunas variables auxiliares al mismo tiempo, incluyendo al menos la temperatura del aire y del suelo, la humedad relativa del aire, la densidad de flujo de fotones fotosintéticos, la radiación solar entrante y la precipitación. Para calcular el flujo de dióxido de carbono, utilice el software libre EddyPro disponible comercialmente que incluye aplicaciones de corrección para el cálculo de flujo EC. En primer lugar, cree un nuevo proyecto y, a continuación, en la pestaña información del proyecto, especifique el formato de archivo de datos sin procesar y elija un archivo de metadatos.
Vaya a la pestaña Información de flujo, elija el conjunto de datos y los directorios de salida, especifique el formato de nombre de archivo sin formato y compruebe la lista de elementos para el cálculo de flujo. A continuación, vaya a la pestaña Opciones de procesamiento y elija la configuración de procesamiento de datos sin procesar. Elija el método de rotación para la corrección de las mediciones del anemómetro, lo que permite tener en cuenta cualquier desalineación del anemómetro sónico con respecto a la aerodinámica del viento local.
Marque el primer enfoque de ajuste plano para ubicaciones heterogéneas no de transacciones. Elija el tipo 012 de la directiva de marca. Seleccione el método de huella preferido para el área de la influencia en los flujos medidos.
Deje todos los demás ajustes sin cambios. Haga clic en Ejecutar en modo avanzado para iniciar los cálculos de flujo al final. Cree una hoja de cálculo que contenga los resultados del software de cálculo de flujo y las mediciones auxiliares.
Utilice herramientas de filtrado en la hoja de cálculo para filtrar los flujos de dióxido de carbono medidos durante condiciones climáticas desfavorables y mal funcionamiento del instrumento. Para un analizador de trayecto cerrado, compruebe el valor medio de intensidad de la señal. A continuación, marque y deseche todos los flujos medidos con ASS inferior al umbral del 60% sugerido en el manual del instrumento.
Deseche los flujos medidos durante cualquier evento de lluvia con P mayor o igual a 0,1 milímetros. Para tener en cuenta las condiciones inadecuadas para la aplicación del método de covarianza de peluche, deseche los datos de flujo con mala calidad con valores marcados con dióxido de carbono superiores a uno en el archivo de resultados comunes. Utilice el indicador de período nocturno, día igualando cero, dado en el archivo de salida para filtrar los valores de flujo de dióxido de carbono medidos por la noche.
Trazar los flujos de dióxido de carbono nocturnos contra los valores de velocidad de fricción correspondientes y encontrar el valor de la estrella U en el que estos flujos dejaron de aumentar. Marque el valor obtenido como el umbral de velocidad de fricción que se utilizará como medida de condiciones de turbulencia insuficientes. Deseche del conjunto de datos todos los flujos de dióxido de carbono que tengan un valor de U-star inferior al umbral, lo que indica una turbulencia insuficiente.
Ahora, trazar el viento se levantó en el mapa del área investigada para las restricciones de representatividad espacial de flujo. Según la estimación de las huellas integradas entre vientos, elija el 70% como la probabilidad de que los sitios espacialmente limitados se utilicen para un análisis posterior. A continuación, orientar un mapa y un viento se levantó de la misma manera y utilizando la dirección norte como un indicador, comprobar si alguna dirección en el área de interés tiene obstáculos, por ejemplo, otros tipos de ecosistemas, y marcarlos como no representativos.
Elija los sectores de dirección del viento y los valores de huella más representativos del sitio de medición, compruebe la dimensión y especifique la longitud máxima. Filtre los valores de flujo que no cumplan ambos requisitos. Para realizar el llenado de huecos para los datos de dióxido de carbono, elija el método para el llenado de brechas de flujo de dióxido de carbono comprobados de calidad y la partición en absorción y respiración de tres grupos básicos: enfoque basado en procesos, métodos estadísticos y el uso de redes neuronales.
El punto más débil del protocolo es el llenado de huecos y la descripción de la partición de flujo, ya que los métodos sugeridos fueron desarrollados individualmente por otros especialistas y sólo se implementaron aquí como técnicas propuestas. Un ejemplo del enfoque basado en procesos proviene de la Red de Investigación FLUXNET Canada. Para llenar los vacíos, no sólo en el dióxido de carbono, sino también en otros valores de EasyFlux, como el calor sensato y latente, así como en los elementos meteorológicos importantes, utilice la herramienta en línea REddyProc, que también está disponible como un paquete de software R.
A continuación, en, por ejemplo, el software R, calcula los totales diarios, mensuales y anuales de todos los flujos de dióxido de carbono llenos de huecos, incluida la producción neta del ecosistema, la producción bruta de ecosistemas y la respiración del ecosistema. La gráfica de rosa de viento en el fondo del área de sitio TLEN 1 muestra los polígonos sombreados azules para la dirección del viento elegida y los polígonos sombreados en rojo dentro de ellos como sectores de un círculo con un radio de 200 metros, lo que representa la máxima extensión aceptable de huellas de flujo. Esta figura muestra los resultados de un procedimiento de filtrado en el ejemplo de un año de mediciones netas de flujos de producción de ecosistemas del sitio de lanzamiento de viento TLEN 1.
El menor número de puntos de datos se descartó debido a condiciones climáticas desfavorables y mal funcionamiento del instrumento. Si bien la última parte del protocolo de control de calidad, teniendo en cuenta las restricciones de representatividad espacial en flujo, produjo una cobertura final de datos de sólo 1/3 de todos los flujos de producción de ecosistemas netos crudos medidos por las CE. La relación entre los flujos de producción del ecosistema neto, la brecha llena para el método basado en procesos y un enfoque estadístico muestra una regresión lineal simple, lo que sugiere que, en general, ambas técnicas son comparables y, por lo tanto, se pueden utilizar para el llenado de brechas de flujos de producción de ecosistemas netos. Mediante el uso de los dos métodos, también se obtuvieron totales diarios de flujo de respiración del ecosistema del procedimiento de partición.
Hay que recordar que uno de los pasos cruciales en el filtrado de datos y el control de calidad en sitios no ideales es la evaluación de la representatividad espacial de los flujos medidos.
