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大孔径闪烁仪观测数据的处理与质量控制

大孔径闪烁仪的观测数据包括大气折射指数结构参数（C_n², 或C_n²的电压值UC_n²，由原始高频信号强度获取）以及信号强度数据，通过数据处理与质量控制后得到温度结构参数（C_T²），结合自动气象站数据通过迭代计算得到感热通量。

一、处理步骤

大孔径闪烁仪观测数据的处理步骤主要包括：由原始1min中C_T²或UC_n²计算得到30min平均的C_n²；之后进行大气稳定度的判断，分为稳定和不稳定状态对观测数据进行进一步的质量控制与筛选，包括降水时刻数据的剔除、饱和数据剔除、信号强度较弱数据剔除以及弱湍流时刻剔除等；再次通过湿度订正得到温度结构参数C_T²，结合气象数据、有效高度的计算以及稳定度普适函数的选取等，通过迭代过程计算得到感热通量。具体计算流程如图1所示。

图1 大孔径闪烁仪观测数据处理流程图

二、质量评价

闪烁仪观测数据的质量评价可以结合涡动相关仪和自动气象站的观测数据进行，即将不同稳定度状况下闪烁仪获取的折射指数结构参数与基于莫宁-奥布霍夫相似理论获取的理论值进行比较，检验其相似理论的适用性，可用于闪烁仪观测数据的质量评价。

三、元数据信息

包括站点描述（时间、位置、下垫面、经纬度、海拔、仪器信息等）、处理过程（处理的步骤）、表头说明、注意事项、参考文献、项目信息等。

需要注意，尽量保证数据的完整性，一天保证48个观测数据，缺失的数据以-6999标识，出错的数据做出标识，针对缺失的数据需做出说明。

文件命名规则：年份+**观测网+站点名称+LAS.xlsx

四、数据集包含的变量

Date/Time  日期/时间

C_n² 空气折射指数结构参数 m^-2/3

Hs      感热通量     W/m²

参考文献：

1. Liu, S.M., Xu, Z.W., Wang, W.Z., Jia, Z.Z., Zhu, M.J., Bai, J., and Wang, J.M. A comparison of eddy-covariance and large aperture scintillometer measurements with respect to the energy balance closure problem. Hydrology and Earth System Sciences, 2011, 15, 1291-1306.

2. Liu, S.M., Xu, Z.W., Zhu, Z.L., Jia, Z.Z., Zhu, M.J. Measurements of evapotranspiration from eddy-covariance systems and large aperture scintillometers in the Hai River Basin, China. Journal of Hydrology, 2013, 487, 24-38.

3. Xu, Z.W., Liu, S.M. Li, X., Shi, S.J., Wang, J.M., Zhu, Z.L., Xu, T.R., Wang, W.Z., Ma, M.G. Intercomparison of surface energy flux measurement systems used during the HiWATER-MUSOEXE, Journal of Geophysical Research-atmospheres, 2013, 118, 13140–13157.

4. Liu, S.M., Xu, Z.W., Micrometeorological methods to determine evapotranspiration. In Li, X., Vereecken (eds.), Observation and Measurement, Ecohydrology, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2018, https://doi.org/10.1007/978-3-662-47871-4_7-3.

5. Foken, T., Göckede, M., Mauder, M., Mahrt, L., Amiro, B., Munger, W., 2004. Post-field data quality control. In: Lee, X., Massman, M., Law, B. (Eds.), Handbook of Micrometeorology. A Guide for Surface Flux Measurement and Analysis. Kluwer Academic, Boston, pp. 181–208.