[发明专利]一种用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法

权利要求书

1.一种用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，

所述方法包括：

采用一体式涡动相关观测系统获取荒漠草原生态系统中的涡度相关观测通量数据；

其中，所述涡度相关观测通量数据包括：三维风速数据、高频超声温度数据和二氧化碳密度数据和水汽密度数据；

将获取的涡度相关观测通量数据进行预处理，获得通过预处理的涡度相关观测通量数据；

采用二次旋转法或平面拟合法求得以各自基准面的坐标旋转矩阵，并通过坐标旋转矩阵对预处理的涡度相关观测通量数据中的三维风速数据进行坐标旋转修正，获得修正处理后的涡度相关观测通量数据。

2.根据权利要求1所述的用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，高频超声温度数据包括：高频感热通量数据；

所述方法还包括：

对预处理的涡度相关观测通量数据中的高频感热通量数据进行超声虚温修正。

3.根据权利要求2所述的用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：对经过超声虚温修正的高频感热通量数据进行频率损失修正。

4.根据权利要求3所述的用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，采用二次旋转法求得以x-y为基准面的坐标旋转矩阵包括如下步骤：

第二次旋转为新的x-z平面绕y轴旋转，进而使平均W₂＝0：

通过坐标旋转矩阵对通过预处理的涡度相关观测通量数据中的风速数据进行坐标旋转修正，修正后的最终合成风速：

式中，U₁、V₁为第一次旋转后x方向和y方向的水平风速；W₁为第一次坐标旋转后的z方向垂直风速；u_x、u_y和u_z分别为测量的x方向和y方向的水平风速和垂直风速；α为x-y平面绕z轴旋转的角度；U₂、V₂为第二次旋转后的水平风速；W₂为第二次坐标旋转后的垂直风速；β为新的x-z平面绕y轴的角度。

5.根据权利要求3所述的用于涡度相关观测通量数据的数据处理方法，其特征在于，采用平面拟合法求得以x-y为基准面的坐标旋转矩阵包括如下步骤：

计算旋转所有观测时次各风速分量的统计值；

在平面拟合坐标旋转后风矢量矩阵形式为：

u_xp＝P(u_x-c) (5)

式(5)中，u_xp为经过平面拟合订正后的水平方向风速，u_x为测得x方向水平风速，c为超声仪的流动畸变引起的偏差量，P为转换矩阵；

各分量的平均量为：

旋转后的坐标系，x-y平面与平均流线一致，z轴与x-y平面垂直；

式(6)中u_xp、u_yp、u_wp分别为测量的x方向、y方向的水平和垂直w方向经过平面拟合订正后的风速，P₁₁、P₁₂和P₁₃为x方向转换矩阵，P₂₁、P₂₂和P₂₃为y方向转换矩阵，P₃₁、P₃₂和P₃₃为w方向转换矩阵；c₁、c₁和c₁为x方向、y方向的水平和垂直w方向的流动畸变引起的偏差量；

平面拟合法求得的坐标旋转矩阵的旋转角度如下：