EddyPro学习笔记.docx
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EddyPro学习笔记
EddyPro学习笔记
4.2版本更新内容
4.1版本存在bug
Licor设计了一种数据格式*.ghg
这种格式里包含了需要的meta信息。
如果是其他的数据格式，比如说ASCII，tob1等，需要在处理前给出meta信息。
一个是快捷模式（Expressmode），一个是高级模式（Advancedmode）。
在高级模式下，需要选择各项处理采用的具体方法。
可以把高级模式下设置的参数保存到express模式下，这样便于同样处理的操作。
Biometdata:
biologicalormeteorologicaldata生物或气象数据
在project里设置timestampsrefersto
beginningofaveragingperiod或者endofaveragingof
需要在原始数据中查看文件显示时间到底是初始时间还是结束时间
而EddyPro处理完的数据显示的时间点是结束时间点，如12:
30代表的是12点到12点半的数据。
在rawfiledescription设置中，把时间及records列忽略掉，选ignoreyes。
如果数据不是numeric类型的，即使忽略了也要说明。
Records也不是numeric类型。
虽然打开时显示是10列，但是在metadata设置中应该设置成11列
日期和时间算两列。
因为第一列包含了日期和时间，只有半小时整时才会显示日期，其他时间显示的只有具体时间，这样的话长度不一致没法读，所以默认分成两列来读。
Measurementtype仅适用于气体浓度，其他默认不需要进行设置。
在metadata中要设置一下fileduration，在切割时最好都切割成30min的。
对于genericbinary，需要给出一些原始数据的具体信息，例如：
头文件的行数等
tob1格式的数据：
需要设置是ulong和IEEE4还是ulong和FP2
EddyPro不能解译Ulong数据，比如时间数据通常是ulong格式，因此在rawfiledescription里面需要把时间设置成ignore
SLT（EddySoft）是EddySoft获取的特定数据格式
SLT（EdiSol）是爱丁堡大学的数据获取工具获得的数据格式。
Metadata
数据元信息，对数据做出解释
例如数据是从哪、如何获取的，用什么仪器，数据在表格中的具体位置及单位等
Biometdata生物以及气象数据
externalfile单个文件
externaldirectory有包含气象和生物数据的文件夹
但是这些数据必须按照EddyPro规定的格式组织
canopyheight有效平均高度必填项
displacementheight零平面位移如果不填系统会自动根据冠层高度估算
Roughnesslength粗糙度如果不填系统会自动根据冠层高度估算
三维超声风速仪信息中，Height必须给出，是指地面到仪器中部的距离
northalignment：
对于gill的三维超声风速仪，需要给出轴是否是朝北，只有gill的仪器需要给出这一项，其他不需要。
Northoffset:
参照当地磁北极的偏移角度，往东为正。
Northwardseparation:
当前三维风速仪与参考三维风速仪的距离。
如果当前的在参考的北边，则为正。
不用管这个项。
EastwardSeparation：
当前三维风速仪与参考三维风速仪的距离。
如果当前的在参考的东边，则为正。
不用管这个项。
Verticalseparation：
当前三维风速仪与参考三维风速仪的距离。
如果当前的在参考的上边，则为正。
不用管这个项。
Longitudinalpathlength：
爪子之间的距离。
比如说CSAT3的距离，参照仪器的具体参数。
Transversalpathlength:
横向的距离。
传感器的直径。
Timeresponse:
三维风速仪的时间响应特征，他的倒数决定了仪器能处理的大气湍流最大频率。
Softwareversion：
只有对Li7200和Li7500A是必须的。
Height：
地面到仪器中部的高度。
Tubelength
Tubeinnerdiameter
Nominaltubeflowrate
以上三项是针对闭路的，对于开路来说可以完全忽略。
Extinctioncoefficientofwater:
kw，在氪或Lyman-α湿度计中，水汽的消减系数，与参考条件下的Lambert-Beer定律的泰勒三次扩展有关。
Extinctioncoefficientofoxygen:
ko
RawFileDescription
一般需要设置成ignore的列包含timestamp，linecounter等
日期与时间等都不是numeric
measurementtype：
仅针对气体浓度，其他变量留白或者选other
linearscaling：
一般有支持的单位就不需要再进行rescale
outputunit：
如果你进行了单位转换，那就在这里输入转换后的单位，这与下面的gainvalue和offsetvalue相对应
gainvalue：
斜率
offsetvalue：
截距
Nominaltimelag：
expected时滞，与三维风速仪的时滞，可根据两个仪器之间的距离估算
Minimumtimelag最小时滞
Maximumtimelag最大时滞
左边有个选项叫rawfilesettings
需要设置fileseparatorcharacter用什么隔开每个值
numberofheaderrows头文件有几行这个一定要注意填写，否则会造成运行错误。
BasicsettingsPage
Fluxaveraginginterval与numberoffilestomerge、fileduration
一般平均间隔时间与fileduration相同，或者fileduration是平均时间的整数倍，不用merge
Selectitemsforfluxcomputation
Mastersonic:
当有多个三维风速仪时，选择用哪个
Fasttemperaturereading如果除了风速仪之外还有其他的高频气温观测，则可以直接用该温度替代超声虚温，这样就避免了针对超声温度的订正，比如说crosswindcorrection以及humiditycorrection
Crosswindcorrection：
如果软件里没有进行此订正，在此勾选此项。
一般（CSAT3）已经进行过此项校正。
Flags
根据某个变量的阈值把整条记录都删除掉。
Advancedprocessingsettings
包含四个页面
处理选项、统计测试、光谱矫正、输出文件
windspeedmeasurementoffsets:
三维风速仪测量的风速可能有系统偏差。
风速迎角订正：
仅针对gill的三维风速仪，为了补偿flowdistortion效应
坐标旋转：
倾斜订正
平面拟合使超声风速仪的坐标系与自然流线坐标系吻合，在较长的时间尺度上，例如两周或更长。
可以根据不同的windsector（例如可以把360°分为12个sector，每个sector单独计算参数）计算不同的旋转角度。
点击planarfittingsettings设置参数
还有一个选项是planarfittingwithnovelocitybias
与平面拟合类似，但是假设垂直风速的任何偏差都已经进行补偿，并强迫拟合平面过原点，也即，如果u和v等于0，则w也等于0
planarfit参数设置
start用于平面拟合的数据起始日期
end用于平面拟合的数据结束日期
这个时间段不能超过1个月，在这期间一般冠层高度与结构最好是未发生显著变化
如果冠层结构与高度等未发生显著变化，2weeks的结果可以用来处理其他更长时间段的。
如果规定的windsector时间越长，或者最低数据量越大，需要的时期越长。
Minimumnumberofelementspersector
数据太小会导致参数计算不准确。
如果数据量太大可能根据就不存在此参数。
Maximummeanverticalwindcomponent
设置一个最大垂直风速，滤除那些过大的不实际的值
Minimummeanhorizontalwindcomponent
设置一个最小水平风速当水平风速过小时，迎角会受误差的较大影响，会导致最终参数不好
Ifplanarfitcalculationsfailforasector
如果某个sector里的参数因为任何原因，没有计算出来，选择是用临近sector的参数，或者是直接用二次坐标旋转。
Setequallyspaced
勾此选项会使EddyPro将360°平均分配成n个sector
northoffsetfirstsector设置一个角度，所有的sector都顺时针从北向转此角度
Turbulentfluctuations
湍流波动
去趋势方法选择：
blockaverage简单减去平均数
lineardetrending去除线性趋势做线性趋势的时间段可以不同于通量平均时间在timeconstant里设置典型的线性去趋势线性趋势时间等于通量平均时间timeconstant=0
runningmean滑动平均
Exponentialrunningmean类似于滑动平均但越远权重越小
Timeconstant应用于lineardetrending、runningmean以及exponentialrunningmean。
此参数越大，越多的低频信息被剔除。
对于lineardetrending单位是分钟，对于runningmean单位是秒。
Timelagscompensation：
选择一种方法来补偿三维风速仪与其他高频观测之间的时滞。
这种时滞一般是由于传感器之间的自然距离引起的，气流通过两个传感器时会有一定的时间差。
选Constant，EddyPro会自动利用metadata中的Nominaltimelag。
Covariancemaximization：
利用协方差最大化计算一个窗口内最可能的时滞。
窗口的大小是由最大和最小时滞定义的。
Covariancemaximizationwithdefault:
与covariancemaximization类似。
在没有计算出最大协方差时，利用Nominaltimelag。
Automatictimelagoptimization：
选此选项，需要在Timelagoptimizationsetting中进行设置，他会计算出Nominaltimelags以及Plausibilitywindows，并在原始数据处理中进行应用。
Timelagoptimizationsettings
Timelagfilenotavailable
Start
End
起始和结束时间，时间段一般在1到2个月。
Plausibilityrangearoundmedianvalue
这个范围是由中位数±n个MAD（MAD是absolutedeviation，绝对偏差）
Watervaportimelagasafunctionofrelativehumidity
水分的时滞
把RH分级，例如分为10个等级，则0-10%为等级1。
。
。
如果选择1个等级，则会把水分与其他气体一样处理，对于开路或者管子非常短的闭路是合适的。
惰性气体
Passivegases
Minimum（absolute）CO2flux低于此CO2通量值对应的CO2时滞在计算timelag时将不被考虑，这样选择足够大的通量值，对应较好的湍流交换情况。
Timelagsearchingwindows
Minimum
Maximum
设置最低和最高时滞，启动优化程序。
由最低和最高时滞决定的这个范围一定要足够大，使其可能涵盖所有可能的时滞。
密度效应补偿
Compensationfordensityfluctuations
（WPLterms）
如果是混合比或者有所需资料可以将原始资料直接转化成混合比的话，就不用进行密度效应校正了。
Burba校正
如果是7500的话，加上仪器加热效应产生的感热通量部分。
有两种，一种直接根据温度计算，另一种是多元回归，根据温度，短波入射辐射，长波辐射以及风速。
快速傅里叶变换
Fastfouriertransform
对时间序列数据进行频域分析，频谱或者协谱。
Taperingwindow选择theshapeofwindow，在快速傅里叶变换前对时间序列数据进行taper。
QualityCheck质量检查
对数据质量进行评级，加标签。
根据稳态测试和湍流发展测试。
有多种评级系统，如
MauderandFoken，2004：
0级最高，1是可以进行收支计算，2质量不太好。
Foken2003分为9级，0最好，9最差。
Goeckede2006分为5级
Footprintestimation
选择用哪个方法
kljun2004三维拉格朗日模型
KormannandMeixner2001二维平流扩散方程
Hsiehetal.,2000
光谱校正SpectralCorrections
低频范围Lowfrequencyrange
高通滤波效应的解析校正勾选此项进行
由于有限的平均时间，导致低频范围的通量光谱损失。
高频范围Highfrequencyrange
Correctionoflow-passfilteringeffects
校正高频范围的通量光谱损失。
对于开路来说，都合适。
对于闭路，推荐Horst（1997）和Ibrom（2007）的方法。
仪器分离的校正
Correctionforinstrumentseparation
Horst（1997）和Ibrom（2007）的校正方法没有考虑风速仪与气体分析仪的距离。
HorstandLenschow（2009）along-wind,crosswindandvertical
HorstandLenschow（2009）crosswindandvertical
以上两种方法，在进行了时滞补偿时，选择第二种，如果没有进行时滞补偿，选择第一种
Assessmentofhigh-frequencyattenuation
高频衰减的评价
Binnedspectralfilesnotavailable如果之前没有进行过“binnedspectralandcospectralfiles”计算，选择此项，注意binnedspectralfiles不一定完全对应目前处理的数据，只要能代表就行了。
Binnedspectral在这儿用来计算光谱衰减。
需要至少一个月的数据进行光谱衰减评价。
Binnedspectralfilesavailable如果之前计算过“binnedspectralandcospectralfiles”就选此项。
Startingdate
Endingtime
起始和结束时间时间段越长评价结果越可靠
Minimumnumberofspectralforvalidensembleaverages
MinimumabsoluteCO2flux
MinimumabsoluteCH4flux
…
Lowerfrequency
Higherfrequency
Lowernoisefrequency
Statisticalanalysis
统计分析
最多进行9项针对原始数据的统计分析
Spikecountandremoval
需要对spike做出定义，据此剔除野点，以线性内插代替
Amplituderesolution
检测信号的方差相对于仪器频率过小的情况。
需要对此做出定义。
Drop-outs
检测出在一段较短的时间内，一直保持同一个值，此值又与整个时期的平均值在统计上有显著差异。
Absolutelimits
在去除野点之后，检测某个变量是否至少达到某个超出自定义的正常范围的值一次。
在这里这点不是野点，仍然会被留在时间序列中。
Skewness&kurtosis
峰度和偏度
Discontinuities
间断性
timelags
Angleofattack
Steadinessofhorizontalwind
Estimationoffluxrandomuncertaintyduetosamplingerrors
Outputfiles
Setminimal仅必要文件
Settypical
Setthorough计算时间会大大增加
Resultsfilesandoptions
Fulloutput主要结果文件
Outputformat
1）outputonlyavailableresults仅显示可得到的结果对于不能得到的结果不再用“错误码”例如-6999显示
2）usestandardoutputformat利用预先设定的标准格式，便于后处理
3）Errorlabel可以用错误码，比如可以设置成-9999
Amerifluxresults便于向Ameriflux提交数据
GHG-European便于向European提交数据
Biomet生物及气象数据
Detailsof稳态即湍流测试
Metadata
Spectraloutputs
Reducedspectraandogives如果选了此项会有个子文件夹里面有binnedspectraandcospectra，用来做光谱校正
Fulllengthspectra
Fulllengthcospectra各变量与垂直风速的协谱
Processedrawdata
Statistics统计包含各变量的平均方差协方差峰度和偏度等
Timeseries时间序列
Variables如果选择了时间序列，会激活此选项，看你需要哪些变量
第三章
使用EddyPro4
如果用的是7550的GHG格式的数据，输入了准确的站点信息之后，GHG文件会包含一个内置的Metadata，处理附带的原始数据
station（timestamprefersto,fileduration…LatitudeandlongitudeWGS84indecimaldegrees）
instruments
rawfiledescriptions
rawfilesettings
Basicsettings
如果对于同一个变量有多列数据，比如CO2，有多个传感器的观测，这时需要指定哪列用于计算，selectitemsforfluxcomputation
UsingBiometdata
气象以及生态数据
Timestamp放在第一列。
通常采样频率比通量数据要低
一般有俩目的，第一个是改进通量的计算，比如说利用气温、气压，相对湿度等。
第二个是利用这些数据来对通量数据进行筛选剔除。
比如说，一般用超声虚温，如果有实际观测的气温，就直接代替虚温，因为虚温需要经过校正，且可能并不准确。
再比如如果有短波入射辐射以及长波入射辐射等资料，可以用多元回归计算Burba校正项。
比如PAR可以用来区分白天和黑夜。
支持txt格式的biomet文件
必须遵循以下的文件格式：
ASCII格式，逗号分隔
每一行是一个biomet观测的记录（以CR/LF，回车换行作为结束），以日期时间识别。
文件以两行的头文件开始
在第一行每一列的名字，变量识别，包含时间；在第二行，给出单位。
头文件不用大写。
第一行变量名组成
TA_1_1_1
第一个是用来区别不同的传感器得到的温度，比如有多个温度观测，就增加第一个号码Ta_2_1_1，一直到10，如果超过10，增加第二个号码，Ta_10_1_1，到Ta_1_2_1，Ta_2_2_1，Ta_3_2_1.。
。
Timestamp最多可以有7个
第一行给出标签Timestamp_1,Timestamp_2…
第二行定义格式
例如yyyy-mm-ddHHMM
或者分开的
yyyy-mm-dd,HHMM
用EddyPro支持的变量名
如气温Ta，气压Pa，相对湿度RH，冠层温度Tc，冠层下温度Tbc，散射辐射Rd，反射辐射Rr，总辐射Rg，净辐射Rn，长波入射LWin,SWin短波入射,PPFD光和有效辐射μmolm-2s-1，总降水量P，降雨降水量P_rain，雪降水量P_snow，雪厚度Snowd，最大风速MWS，风向WD，树干温度Tbole，土壤温度Ts，土壤热通量SHF，土壤含水量SWC。
UsingAdvancedSettings
高级设置
windspeedmeasurementoffsets
风速观测offsets与具体使用的三维风速仪有关系，可以从校正的文件中看到。
如果没有的话，不用填。
Angleofattackcorrectionofwindcomponents仅对gill的三维风速仪，其他不用管。
Axisrotationfortiltcorrection
为倾斜校正而作的坐标旋转早期是用二次或三次坐标旋转，但是现在一般不推荐用三次。
如果站点周围同质、平坦均一且各向同性，推荐用二次旋转。
当冠层高度以及粗糙度等参数常快速发生变化时，也推荐用二次旋转，比如说生长季的农田。
如果地形复杂，冠层不均一，一般推荐用平面拟合方法。
EddyPro有两种平面拟合方法可以选择。
Planarfit是传统方法，planarfitwithnovelocitybias是另一种方法，认为第一种方法中的b0不是一个三维风速仪观测垂直风速的偏差的很好估计。
因此推荐了一种新的方法，认为b0为0.
具体划分多少个windsector也取决于自己站点的情况，根据地形、冠层结构以及风的特征。
Turbulentfluctuations
湍流波动
选择一个合适的去趋势方法，没有好的建议。
比如说选择线性去趋势或者滑动平均。
Timelagcompensation
时滞补偿
如果nominal选项留空的话，EddyPro会自动计算出一个。
Passivegases不包含水汽
对于开路系统，气体分析仪与三维风速仪之间的距离大于10甚至20cm时，timelag设为定值是不合理的，因为实际的时滞与风向有关。
CovarianceMaximization如果设置好了min和maxtime
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