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Florida: Sampling the Atmosphere boundary layer

Calculating turbulence fluxes and turbulence kinetic energy

佛羅里達(dá)，采樣大氣邊界層湍流場(chǎng)，計(jì)算湍流通量和湍流動(dòng)能

案例概要

應(yīng)用：機(jī)載IRGASON湍流通量監(jiān)測(cè)

地點(diǎn)：邁阿密，佛羅里達(dá)州

產(chǎn)品：IRGASON， CR6

測(cè)量要素：風(fēng)、溫度、濕度、CO₂濃度等

區(qū)域尺度的地表通量觀測(cè)一直是大氣科學(xué)、地理學(xué)、水文學(xué)及生態(tài)等學(xué)科領(lǐng)域研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)，而機(jī)載渦動(dòng)相關(guān)方法有效的解決方法之一，其觀測(cè)的空間尺度與陸面過(guò)程模式的網(wǎng)格尺度以及遙感影像的像元尺度一致，對(duì)區(qū)域及全球尺度地表通量模擬等研究具有重要意義。

邁阿密大學(xué)的直升機(jī)觀測(cè)平臺(tái)（The University of Miami’s Helicopter Observation Platform, HOP）配備了兩套Campbell Scientific 的IRGASON系統(tǒng)，可對(duì)大氣湍流進(jìn)行主動(dòng)采樣，短時(shí)間內(nèi)形成對(duì)湍流在空間上的線性采樣序列，獲取觀測(cè)區(qū)域的瞬時(shí)湍流場(chǎng)數(shù)據(jù)。該研究進(jìn)一步提高我們模擬氣候的能力和氣象預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性

兩套IRGASON均安裝于直升機(jī)前端的“機(jī)鼻”處，測(cè)量風(fēng)、溫度、空氣濕度、CO₂濃度等，計(jì)算區(qū)域尺度的動(dòng)量通量、顯熱通量、潛熱通量、CO₂通量等。

此方案面臨的重大挑戰(zhàn)包括：

1）通過(guò)飛機(jī)的電力系統(tǒng)為IRGASON供電，需要系統(tǒng)的評(píng)估、測(cè)試，并排除潛在的干擾

2）IRGASON的安裝盡量避免飛機(jī)自身所形成的氣流區(qū)域，飛機(jī)自身震動(dòng)，可能影響傳感器性能和數(shù)據(jù)質(zhì)量的問(wèn)題。

對(duì)此，Campbell Scientific團(tuán)隊(duì)給出了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆桨福?/span>

通過(guò)與高頻慣性系統(tǒng)結(jié)合，獲得與IRGASON同步的位置、速度和姿態(tài)等信息數(shù)據(jù)，用以消除飛機(jī)運(yùn)動(dòng)對(duì)通量數(shù)據(jù)計(jì)算的影響。

結(jié)合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解數(shù)據(jù)處理，可將湍流數(shù)據(jù)與其他干擾數(shù)據(jù)分離開(kāi)來(lái)。

目前HOP正專注于數(shù)據(jù)的收集與處理，以更好地了解大氣和海洋之間的能量和CO₂交換。

讓我們一起期待他們的探索和發(fā)現(xiàn)！