Le protocole est une description étape par étape de la configuration du site de covariance eddy et mesure les performances à partir de zéro, qui peuvent être appliquées avec succès dans des écosystèmes limités dans l’espace. Nous croyons que le protocole facilite la conscience que, toutefois, des exigences strictes doivent être respectées. La technique de covariance peut également être appliquée de manière satisfaisante dans des endroits non idéaux.
Une fois qu’il est présenté sous une forme visuelle, le protocole peut être utilisé comme un premier choix relativement facile pour les non-spécialistes forcés ou disposés à utiliser la technique de covariance eddy. Pour commencer, sur une carte de hauteur, choisissez un emplacement de mesure du site en terrain relativement homogène et plat pour répondre aux exigences de base de la méthode EC. Sélectionnez un endroit sans obstacles et assurez-vous que la zone à étudier s’étend dans chaque direction au moins 100 fois la hauteur du capteur à placer.
Sur le site, utilisez un anémomètre pour étudier les directions du vent en vigueur pendant un an ou analyser les données de la station météorologique la plus proche. Décider quel système EC utiliser. Ouvrez le chemin analyseur de gaz infrarouge avec une consommation d’énergie inférieure ou un analyseur de chemin fermé avec un tube d’admission courte s’il n’y a pas de limitations à l’alimentation électrique ou si dans des environnements difficiles.
Sur le site, placez un trépied avec un poteau vertical pour monter le système EC sur le dessus. Placez l’analyseur de gaz infrarouge et l’anémomètre sonore 3D près l’un de l’autre. Placez l’anémomètre sonore à une position parfaitement verticale.
Inclinez légèrement l’analyseur de gaz pour permettre à l’eau de pluie de s’éteindre facilement. Élever les instruments à une hauteur deux fois la hauteur de la canopée de la surface du sol et au moins un mètre et demi à deux mètres au-dessus du sommet de la canopée. Évitez de monter des éléments inutiles à proximité du système EC, ce qui peut fausser le flux d’air.
Pour d’autres analyses de calcul et de flux, mesurez certaines variables auxiliaires en même temps, y compris au moins la température de l’air et du sol, l’humidité relative de l’air, la densité photosynthétique du flux photon, le rayonnement solaire entrant et les précipitations. Pour calculer le flux de dioxyde de carbone, utilisez le logiciel libre EddyPro disponible dans le commerce qui inclut des applications de correction pour le calcul du flux EC. Tout d’abord, créez un nouveau projet, puis dans l’onglet info projet spécifiez le format de fichier de données brute et choisissez un fichier de métadonnées.
Consultez l’onglet info flux, choisissez l’ensemble de données et les répertoires de sortie, spécifiez le format de nom de fichier brut et consultez la liste des éléments pour le calcul du flux. Ensuite, passez à l’onglet options de traitement et choisissez les paramètres de traitement des données brutes. Choisissez la méthode de rotation pour la correction des mesures de l’anémomètre, ce qui permet de comptabiliser tout désalignement de l’anémomètre sonore par rapport à la rationalisation du vent local.
Cochez la première approche d’ajustement planaire pour les emplacements hétérogènes non deal. Choisissez le type de politique de pavillon 012. Sélectionnez la méthode d’empreinte préférée pour la zone d’influence sur les flux mesurés.
Laissez tous les autres paramètres inchangés. Cliquez sur exécuter en mode avancé pour démarrer les calculs de flux à la fin. Créez une feuille de calcul qui contient les résultats du logiciel de calcul du flux et des mesures auxiliaires.
Utilisez des outils de filtrage dans la feuille de calcul pour filtrer les flux de dioxyde de carbone mesurés dans des conditions météorologiques défavorables et des dysfonctionnements des instruments. Pour un analyseur de chemin fermé, vérifiez la valeur moyenne de la puissance du signal. Ensuite, marquez et jetez tous les flux mesurés avec ass inférieur au seuil de 60% suggéré dans le manuel de l’instrument.
Jetez les flux mesurés lors de tout événement pluvieux avec P supérieur ou égal à 0,1 millimètre. Pour tenir compte des conditions inappropriées pour l’application de la méthode de covariance eddy, jetez les données de flux de mauvaise qualité ayant des valeurs signalées par le dioxyde de carbone supérieures à une dans le fichier de résultats commun. Utilisez l’indicateur de la période nocturne, d’une durée de jour égalant zéro, donné dans le fichier de sortie pour filtrer les valeurs de flux de dioxyde de carbone mesurées la nuit.
Tracez les flux nocturnes de dioxyde de carbone par rapport aux valeurs correspondantes de vitesse de frottement et trouvez la valeur u-star à laquelle ces flux ont cessé d’augmenter. Marquez la valeur obtenue comme seuil de vitesse de frottement à utiliser comme mesure des conditions de turbulence insuffisantes. Rejetez de l’ensemble de données tous les flux de dioxyde de carbone ayant une valeur U-star inférieure au seuil, ce qui indique une turbulence insuffisante.
Maintenant, tracer le vent a augmenté sur la carte de la zone étudiée pour les contraintes de représentativité spatiale flux. Selon l’estimation des empreintes intégrées entre vents croisés, choisissez 70 % comme probabilité que des sites limités dans l’espace soient utilisés pour une analyse plus approfondie. Ensuite, orientez une carte et un vent s’est levé de la même façon et en utilisant la direction nord comme indicateur, vérifiez si une direction à la zone d’intérêt a des obstacles, par exemple, d’autres types d’écosystèmes, et les marquer comme non représentatifs.
Choisissez les secteurs de direction du vent et les valeurs d’empreinte qui sont les plus représentatives du site de mesure, vérifiez la dimension et spécifiez la longueur maximale. Filtrez les valeurs de flux qui ne répondent pas aux deux exigences. Pour effectuer le remplissage des écarts pour les données sur le dioxyde de carbone, choisissez la méthode de remplissage et de partition des écarts de flux de dioxyde de carbone vérifiés de qualité en absorption et en respiration à partir de trois groupes de base : l’approche basée sur les processus, les méthodes statistiques et l’utilisation de réseaux neuronaux.
Le point faible du protocole est le remplissage des lacunes et la description du partage des flux puisque les méthodes suggérées ont été développées individuellement par d’autres spécialistes et uniquement mises en œuvre ici en tant que techniques proposées. Le Réseau de recherche FLUXNET Canada est un exemple de l’approche fondée sur les processus. Pour combler les lacunes, non seulement dans le dioxyde de carbone, mais aussi dans d’autres valeurs EasyFlux, telles que la chaleur sensible et latente, ainsi que dans les éléments météorologiques importants, utilisez l’outil en ligne REddyProc, qui est également disponible sous forme de logiciel R.
Ensuite, dans, par exemple, les logiciels de R, calculez les totaux quotidiens, mensuels et annuels de tous les flux de dioxyde de carbone remplis d’écart, y compris la production nette d’écosystèmes, la production brute d’écosystèmes et la respiration des écosystèmes. La parcelle de vent rose sur le fond de la zone du site TLEN 1 montre les polygones à l’ombre bleue pour la direction du vent choisie et les polygones à l’ombre rouge à l’intérieur d’eux comme secteurs d’un cercle avec un rayon de 200 mètres, ce qui représente l’étendue maximale acceptable des empreintes de flux. Ce chiffre montre les résultats d’une procédure de filtrage à l’exemple d’une année de production nette de flux d’écosystèmes à partir du site de jet de vent TLEN 1.
Le plus petit nombre de points de données a été rejeté en raison de conditions météorologiques défavorables et de dysfonctionnements des instruments. Alors que la dernière partie du protocole d’assurance de la qualité, compte tenu des contraintes de représentativité spatiale des flux, n’a donné lieu qu’à une couverture finale des données représentant seulement 1/3 de tous les flux nets bruts de production de l’écosystème mesurés par EC. La relation entre les flux nets de production des écosystèmes, les écarts comblés pour la méthode basée sur les processus et une approche statistique montre une régression linéaire simple, ce qui suggère qu’en général, les deux techniques sont comparables et peuvent donc être utilisées pour combler les écarts de production nette des écosystèmes. En utilisant les deux méthodes, des totaux quotidiens de flux de respiration de l’écosystème ont également été obtenus à partir de la procédure de partitionnement.
Il ne faut pas oublier que l’une des étapes cruciales du filtrage des données et du contrôle de la qualité sur des sites non idéaux est l’évaluation de la représentativité spatiale des flux mesurés.
