概述：地球系統碳循環與全球氣候變化息息相關，但目前陸地生態系統（特別是森林生態系統）CO₂收支的定量測定依然是全球碳循環估測中不確定性的主要來源之一。精確測定森林生態系統碳通量是合理評估森林生態系統在生物地球化學循環及其調節氣候變化作用的基礎。目前森林生態系統尺度CO₂通量測定的3種主要方法（測樹學方法、箱式法、渦動協方差法），各有優缺點，其中渦動協方差方法以其高時間分辨率、原位無干擾連續監測等優點而應用越來越廣泛。

渦動觀測系統，采用渦動協方差原理，是一種微氣象學的測量方法，利用快速響應的傳感器來測量大氣—下墊面間的物質交換和能量交換。是一種直接測算通量的標準方法,是測定生態系統物質、能量交換通量的關鍵技術。由于測量方式和原理不同，渦動觀測系統分為開路渦動觀測系統和閉路渦動觀測系統。

渦動觀測系統可以測量能量通量（顯熱通量、潛熱通量、動量通量）和物質通量（CO₂ / H₂O）以及一些空氣動力學參數等,主要應用于邊界層理論研究、大氣擴散、能量收支研究、水分等物質收支等眾多領域。

通量觀測適用于森林、草地、農田、沙漠、城市、水域等各種下墊面環境，被廣泛應用于中科院、林科院、氣象局、海洋局及各科研領域對區域碳、水循環過程的研究；做為測算生態系統與大氣間物質和能量交換信息的有效手段，為分析地圈-生物圈-大氣圈的相互作用提供重要的數據基礎，為大尺度、長期和連續的科學研究提供支撐。

數據控制單元

1. 掃描頻率：150Hz

2. 數據存儲：可移動USB存儲設備16G

3. 數據通訊：網線接口

4. 可直接與實時在線通量計算模塊連接

三維超聲風速儀

1. 風速

1.1范圍：0~65 m/s

1.2分辨率：0.01 m/s

2. 風向

2.1范圍：0~359 o

2.2 分辨率：0.1 o

3. 測量

3.1內部采樣率：32Hz

3.2輸出頻率：1、2、4、8、 10、16、20、32Hz

4. 工作環境

4.1工作溫度：-40~70℃

4.2耐降水強度：300mm/hr

開路式CO₂/H₂O分析儀

1. 分析儀硬件設計方式：氣體分析儀和三維超聲風速儀彼此分離，以減小分析器對風速測定的影響（尤其是垂直風分量）

2. 分析器溫度設置：具備低溫和高溫兩種溫控模式

3. 光路長度：12.5 cm

4. 功耗：典型4W@25℃，運行時最高8W@ -25~50℃

5. CO₂分析器

5.1測量范圍：0~3000μmol/mol

5.2準確度：＜1%

5.3零點漂移(℃-1)：典型±0.1 μmol/mol，最大±0.3 μmol/mol

5.4 RMS噪聲@370μmol/mol：0.08μmol/mol@5Hz，0.11μmol/mol@10Hz， 0.16μmol/mol@20Hz

5.5增益漂移（讀數的%@370μmol/mol）：典型±0.02%，最大±0.1%

5.6對H₂O靈敏度（mol CO2/mol H2O）：典型±0.00002；最大±0.00004 

6. H₂O分析器

6.1 測量范圍：0~60 mmol/mol

6.2準確度：＜1%

6.3零點漂移((℃-1)：典型±0.03 mmol/mol，最大±0.05 mmol/mol

6.4 RMS噪聲@10 mmol/mol：0.0034 mmol /mol @5Hz，0.0047 mmol /mol@10Hz，0.0067 mmol/mol @20Hz

6.5增益漂移（讀數的%@20mmol/mol）：典型±0.15%，最大±0.3%

6.6對CO₂靈敏度（mol H2O /mol CO2）： 典型±0.02，最大±0.05

實時在線通量計算模塊

1. 內置GPS模塊：高準度的系統時鐘和布置在多個樣地的儀器內的精確的時鐘控制，方便用戶進行站與站之間的通量數據比較。

2. 具有數據采集、自動修正、自動計算通量、無線下載數據并實時遠程管理等功能。

3. 可直接使用完全修正好的通量數據：對感熱、潛熱、蒸散發、CO₂、H₂O樣地實時和遠程在線都進行完全自動修正，無需人為二次修正。

4. 遠程連接：通過移動網絡和衛星調制解調器可實現遠程無線連接和控制。

數據分析軟件

1. 通量數據處理軟件

1.1可提供GHG-Europe與AmeriFlux標準格式數據輸出。

1.2可實現實地的頻譜修正、平面擬合等總計58種高級功能。

1.3支持任何頻率的原始數據采樣。

2. 渦度數據差補軟件

2.1足跡建模：允許查看監測點地圖，并可在足跡計算功能中，實現對通量貢獻區的作圖。

2.2 QA/QC：可選擇任意變量過濾通量數據，或采用滑線輕松設置最小、最大閾值。

2.3氣象站數據自動差補：可使用氣象站數據來插補通量監測中丟失的氣象數據。