ECPACK (U. Wag.) (2004) TK2 (UBT) (2004), TK3 (Apl/2011), TK3b (Nov/2011) EddySoft (MPI) (2007) EdiRe (U. Ed) (2004), EdiRe 1.5.0.29 (Aug/2011) APAK (U. Org) (2003) ECO2S (U. Tuscia) (2010, 2011) EddyPro (Li-Cor) (Apr/2011), EddyPro 4.0 (Apr/2012) EddyUH (U. Helsinki) (Sep/2011) ......
涡相关方法


一个有60多年研究历史的老课题 一个不断发展与更新的新领域
湍流大气
地气间动量/热量/ 物质的通量交换直测
(G. Burba, 2007)
a u ' w '
H a CP w ' T '
E w ' w '
FC w ' C '
出版：2012年2月， by

观测与模式

模式
目的：将经验和局部认识上升为理论（更全面 的认识），包括时空扩展分析，以及预测， 适应性和决策应用研究等 挑战：模式总是某种简化从而是不完善的

理论上的局限与过程的缺失 不适当的输入参数与参数化方案 缺乏适当的检验 模式发展中的发散性和缺乏协调

模式与观测发展的非对称性（不协调性）
涡相关法通量计算分析软件

涡相关法通量观测，在微气象学界早已成熟。湍流资料 的后处理方法在本世纪初已有国际标准推荐。但‘协调’ 和‘统一’尚未实现，新的软件仍在不断涌现。原因：



有关理论及资料处理（修正）方法十分复杂 ；一些具体方法仍在讨论 中； 全球通量站发展迅猛；各站的生态环境和仪器条件及资料类别多有不 同；绝大多数站的人员缺乏必要的微气象学基础； 已发布软件极少满足‘免费’和‘开源’两个条件；一些软件‘用户 不友好’，或存在过多缺陷（包括适用范围窄）。 免费+开源。后者对专业用户尤其重要。 较好的通用性：可处理不同类型的原始数据；可输出多种湍流统计量 及质量控制标志，资料格式易于交换。
湍流通量计算及其不确定性 研究的新进展
王介民
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
jmwang@
Model-Data Fusion (MDF)
Reducing system variable differences between model and observations
J Wang 120420
u z 2 u z1 ram T T H a C P z1 z 2 rah
a CDU 2
H a CPCHU ( s a )
E aCEU (qs qa )
E a
q z1 q z 2 raq
Km,h,E = Turbulent

最新发布的软件强调：

涡相关方法通量观测与大气湍流本身的随机性、 多尺度性、涡动性、结构性等特征密切相关。
diffusion coefficients

ram,ah,aq = Aerodynamic
resistances
CD,H,E = Bulk Transfer
coefficients
Challenge: Estimation of the coefficients and/or resistances Good news：Up-to-date observations, esp. the eddycovariance technique, provide more accurate fluxes as well as related parameters.
例：Surface Layer Parameterization
Calculation of Fluxes

K theory

Resistance model

Bulk approaches
u a K m z T H a CP K h ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱz
E a
a
e Kv P z
主要作者：
M. Aubinet D. Papale C. Rebmann U. Rannik T. Vesala T. Foken A. Richardson R. Leuning, et al.
Main Chapters:


The Eddy Covariance Method Measurement & Site Design Data Acquisition & Flux Calcul. Corrections & Data QC Nighttime Flux Correction Data Gap Filling Uncertainty Quantification Footprint Analysis Eddy Covariance Meas. over Forest / Crops / Grasslands / Lakes / Urban Areas ... Database, Sharing, Collaboration
涡相关法通量计算分析软件



Kansas（1968）等经典实验的湍流资料处理 国内：中日合作黑河（1988-）及青藏高原（1996-）等实验的湍流 资料分析 1990年代中全球通量网（FLUXNET）等计划的实施，开创了涡相 关法推广/创新应用的新纪元 多个新软件推出，并不断更新：



2
观测与模式

观测
目的：提供实际资料以加深过程理解，进而为 模式提供参数、参数化方案及验证依据。 挑战：观测资料可能并非真值；或并非最终需 要的参数值；或者，不是所关心尺度上有 代表性的值
系统 误差、随机误差及其它不确定性 与传感器及观测环境有关的 Fetch/ Footprint 问 题（代表性） 不同观测及数据处理方法之间的不一致性 不同站点的协调与资料共享问题等