Il protocollo è una descrizione dettagliata della configurazione del sito di covarianza eddy e delle prestazioni delle misurazioni da zero, che possono essere applicate con successo in ecosistemi spazialmente limitati. Riteniamo che il protocollo renda più facile rendersi conto che, tuttavia, è necessario soddisfare requisiti rigorosi. La tecnica di covarianza può essere applicata in modo soddisfacente anche in luoghi non ideali.
Una volta presentato in una forma visiva, il protocollo può essere utilizzato come prima e relativamente facile scelta per i non specialisti costretti o disposti a utilizzare la tecnica di covarianza eddy. Per iniziare, su una mappa dell'altezza, scegliere una posizione del sito di misurazione in terreni relativamente omogenei e pianeggianti per soddisfare i requisiti di base del metodo CE. Selezionare una posizione senza ostacoli e assicurarsi che l'area da esaminare si estenda in ogni direzione almeno 100 volte l'altezza del sensore da posizionare.
Nel sito, utilizzare un anemometro per studiare le direzioni del vento prevalenti per un anno o analizzare i dati dalla stazione meteorologica più vicina. Decidere quale sistema CE utilizzare. Aprire l'analizzatore di gas infrarosso a percorso con un minor consumo energetico o un analizzatore a percorso chiuso con un tubo di aspirazione corto se non ci sono limitazioni all'alimentazione o se in ambienti difficili.
Nel sito, posizionare un treppiede con un palo verticale per montare il sistema EC in cima. Posizionare l'analizzatore di gas infrarosso e l'anemometro sonico 3D uno vicino all'altro. Posizionare l'anemometro sonico in una posizione perfettamente verticale.
Inclina leggermente l'analizzatore di gas per consentire all'acqua piovana di fuoriesaurirsi facilmente. Elevare gli strumenti a un'altezza doppia rispetto all'altezza del baldacchino dalla superficie del suolo e ad almeno un metro e mezzo a due metri sopra la parte superiore del baldacchino. Evitare di montare elementi non necessari vicino al sistema EC, che possono distorcere il flusso d'aria.
Per ulteriori calcoli e analisi del flusso, misurare alcune variabili ausiliarie contemporaneamente, tra cui almeno la temperatura dell'aria e del suolo, l'umidità relativa dell'aria, la densità del flusso fotosintetico del fotone, la radiazione solare in entrata e le precipitazioni. Per calcolare il flusso di anidride carbonica, utilizzare il software libero disponibile in commercio EddyPro che include applicazioni di correzione per il calcolo del flusso CE. Creare innanzitutto un nuovo progetto e quindi nella scheda informazioni progetto specificare il formato di file di dati non elaborati e scegliere un file di metadati.
Passare alla scheda informazioni sul flusso, scegliere il set di dati e le directory di output, specificare il formato del nome file non elaborati e controllare l'elenco degli elementi per il calcolo del flusso. Passare quindi alla scheda opzioni di elaborazione e scegliere impostazioni di elaborazione dati non elaborati. Scegli il metodo di rotazione per la correzione delle misurazioni dell'anemometro, che consente di contabilizzarsi per qualsiasi disallineamento dell'anemometro sonico rispetto alla razionalizzazione del vento locale.
Spunta il primo approccio di adattamento planare per posizioni eterogenee non-deal. Scegliere il tipo 012 di criterio di segnalazione. Selezionare il metodo di impronta preferito per l'area dell'influenza sui flussi misurati.
Lascia invariate tutte le altre impostazioni. Fate clic su Esegui in modalità avanzata (Run) in modalità avanzata per avviare i calcoli di flusso alla fine. Creare un foglio di calcolo contenente i risultati del software di calcolo del flusso e delle misurazioni ausiliarie.
Utilizzare strumenti di filtraggio nel foglio di calcolo per filtrare i flussi di anidride carbonica misurati durante le condizioni meteorologiche sfavorevoli e i malfunzionamenti dello strumento. Per un analizzatore di percorso chiuso, controllare il valore medio della potenza del segnale. Quindi, contrassegnare e scartare tutti i flussi misurati con ASS inferiore alla soglia del 60% suggerita nel manuale dello strumento.
Scartare i flussi misurati durante qualsiasi evento di pioggia con P maggiore o uguale a 0,1 millimetri. Per tenere conto delle condizioni inappropriate per l'applicazione del metodo di covarianza parasddy, scartare i dati di flusso con scarsa qualità con valori contrassegnati con anidride carbonica maggiori di uno nel file dei risultati comune. Utilizzare l'indicatore del periodo notturno, diurno uguale a zero, indicato nel file di uscita per filtrare i valori del flusso di anidride carbonica misurati di notte.
Traccia i flussi notturni di anidride carbonica rispetto ai corrispondenti valori di velocità di attrito e trova il valore delle stelle U a cui questi flussi hanno smesso di aumentare. Contrassegnare il valore ottenuto come soglia di velocità di attrito da utilizzare come misura di condizioni di turbolenza insufficienti. Scartare dal set di dati tutti i flussi di anidride carbonica con un valore u-star inferiore alla soglia, indicando turbolenze insufficienti.
Ora, traccia la rosa del vento sulla mappa dell'area studiata per i vincoli di rappresentatività spaziale del flusso. Secondo la stima delle impronte integrate cross-wind, scegli il 70% come probabilità che i siti spazialmente limitati siano utilizzati per ulteriori analisi. Successivamente, orienta una mappa e un vento alzato allo stesso modo e usando la direzione nord come indicatore, controlla se una direzione nell'area di interesse ha ostacoli, ad esempio altri tipi di ecosistemi, e contrassegnali come non rappresentativi.
Scegliere i settori di direzione del vento e i valori di ingombro più rappresentativi del sito di misurazione, controllare la dimensione e specificare la lunghezza massima. Filtrare i valori di flusso che non soddisfano entrambi i requisiti. Per eseguire il riempimento gap per i dati sull'anidride carbonica, scegliere il metodo per il riempimento del flusso di anidride carbonica controllato di qualità e la partizione in assorbimento e respirazione da tre gruppi di base: approccio basato sul processo, metodi statistici e l'uso di reti neurali.
Il punto più debole del protocollo è la descrizione del riempimento delle fessure e della partizionamento del flusso, poiché i metodi suggeriti sono stati sviluppati individualmente da altri specialisti e implementati qui solo come tecniche proposte. Un esempio dell'approccio basato sui processi proviene dalla rete di ricerca FLUXNET Canada. Per colmare le lacune, non solo nell'anidride carbonica ma anche in altri valori EasyFlux, come il calore sensibile e latente, nonché negli importanti elementi meteorologici, utilizzare lo strumento online REddyProc, disponibile anche come pacchetto software R.
Successivamente, ad esempio, nel software R, calcolare i totali giornalieri, mensili e annuali di tutti i flussi di anidride carbonica riempiti di gap, tra cui la produzione netta dell'ecosistema, la produzione di ecosistemi lordi e la respirazione dell'ecosistema. Il grafico a rosa del vento sullo sfondo dell'area del sito TLEN 1 mostra i poligoni blu-ombreggiati per la direzione del vento scelta e i poligoni ombreggiati di rosso al loro interno come settori di un cerchio con un raggio di 200 metri, che rappresentano la massima estensione accettabile delle impronte di flusso. Questa figura mostra i risultati di una procedura di filtraggio sull'esempio di un anno di misurazioni dei flussi di produzione netti dell'ecosistema dal sito di lancio del vento TLEN 1.
Il minor numero di punti dati è stato scartato a causa di condizioni meteorologiche sfavorevoli e malfunzionamenti dello strumento. Mentre l'ultima parte del protocollo di garanzia della qualità, considerando i vincoli di rappresentatività spaziale del flusso, ha prodotto una copertura finale dei dati di solo 1/3 di tutti i flussi di produzione di ecosistemi netti grezzi misurati dalla CE. La relazione tra i flussi netti di produzione dell'ecosistema, il gap colmato per il metodo basato sul processo e un approccio statistico mostra una semplice regressione lineare, suggerendo che in generale, entrambe le tecniche sono comparabili e quindi possono essere utilizzate per il riempimento delle fessure dei flussi di produzione netti degli ecosistemi. Utilizzando i due metodi, i totali giornalieri del flusso di respirazione dell'ecosistema sono stati ottenuti anche dalla procedura di partizionamento.
Va ricordato che uno dei passaggi cruciali nel filtraggio dei dati e nel controllo della qualità in siti non ideali è la valutazione della rappresentatività spaziale dei flussi misurati.
