Wybrane problemy metodyczne pomiaru turbulencyjnej wymiany dwutlenku węgla na terenie podmokłym - Biebrzański Park Narodowy 2010

• Autorzy: Pawlak W. , Fortuniak K. , Siedlecki M. , Kłysik K.

Warianty tytułu

EN

Selected methodological problems of carbon dioxide trubulent exchange measurements on wetland - Biebrza National Park 2010

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W 2010 roku, w środkowym Basenie Biebrzańskiego Parku Narodowego, przeprowadzono pomiary turbulencyjnej wymiany dwutlenku. Eksperyment przeprowadzono w trzech dwutygodniowych sesjach - na wiosnę, oraz na początku i pod koniec lata, co umożliwiło analizę wpływu fazy rozwoju roślin na intensywność wymiany dwutlenku węgla. Pomiary przeprowadzono za wykorzystaniem metody kowariancji wirów za pomocą standardowego zestawu pomiarowego składającego się z anemometru ultradźwiękowego oraz analizatora gazowego CO2/H2O, których zadaniem była rejestracja fluktuacji pionowej składowej prędkości wiatru oraz stężenia dwutlenku węgla w powietrzu. Podczas pierwszego tygodnia każdej z sesji pomiary prowadzone były na podmokłej łące (turzycowisko na glebie torfowo - murszowej), podczas gdy w drugim tygodniu stanowisko przenoszono na bagno (szuwary i turzycowiska na glebie torfie). Zastosowanie metody kowariancji wirów, najdokładniejszej obecnie metody pozwalającej na pomiar turbulencyjnej wymiany masy i energii między powierzchnią czynną a atmosferą, wciąż napotyka na trudności metodyczne. Pomimo bardzo dużej liczby publikacji szczegółowo opisujących problematykę pomiarów tego typu oraz metod oceny jakości uzyskanych danych, różne grupy badawcze stosują różne rozwiązania. Celem pracy jest prezentacja wybranych problematów metodycznych takich jak wybór długości przedziału uśredniania, stacjonarność danych czy pomiary w warunkach osłabionej turbulencji. Analiza wyników wskazuje, że stosowanie odmiennych rozwiązań metodycznych prowadzi do często bardzo różnych wyników.

EN

In 2010 measurements of carbon dioxide turbulent exchange has been carried out in central basin of Biebrza National Park. Experiment has been realized during three two-weeks sessions - in spring, early and late summer, which enabled analysis of relation between plants grow phase and intensity of carbon dioxide exchange. Measurements has been carried out with eddy covariance method and standard measurement system consists in sonic anemometer and infra red CO2/H2O gas analyzer, which measured fluctuations of, respectively, vertical wind speed carbon dioxide density. During the first week of each session measurements has been carried out above peat meadow and next measurement system has been moved to bog. Using of eddy covariance method, the most accurate way to determining turbulent exchange of mass or energy between active surface and atmosphere, still encounter difficulties. Despite the large number of published papers describing methodological problems of eddy covariance method post-processing, research groups use different solutions. The aim of this paper is to discuss selected methodological problems like averaging period length, data series stationarity and measurements in case of weak turbulence conditions. Analysis shows that different solutions leads to different final results.

Słowa kluczowe

PL

dwutlenek węgla; strumień turbulencyjny; metoda kowariancji wirów (EC); teren podmokły

EN

carbon dioxide; turbulent flux; eddy covariance method (EC); wetland

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2012
• Tom: Z. 2
• Strony: 255--265
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wykr.

Twórcy

autor

Pawlak W.

autor

Fortuniak K.

autor

Siedlecki M.

autor

Kłysik K.

• Zakład Meteorologii i Klimatologii Uniwersytetu Łódzkiego,

Bibliografia

• 1.Affre C, Lopez A., Carrara A., Druilhet A., Fontan J., 2000, The analysis of energy and ozone flux data from the LANDES experiment. Atmospheric Environment, 34, 803-821.
• 2.Dutaur L., Cieslik S., Carrara A., Lopez A., 1999, The detection of nonstationarity in the determination of deposition fluxes. Proceedings of EUROTRAC Symposium '98, t. 2. WIT Press, Southampton, 171-176.
• 3.Foken, T., 2008, Micrometeorology. Springer, Berlin.
• 4.Foken T., Wichura B., 1996, Tools for quality assessment of surfacebased flux measurements. Agricultural and Forest Meteorology, 78, 83-105.
• 5.Fortuniak K., 2010, Radiacyjne i turbulencyjne składniki bilansu cieplnego terenów zurbanizowanych na przykładzie Łodzi. Wyd. UŁ, Łódź.
• 6.Glenn J.A., Flanagan L.B., Syed, K.H., Carlson P.], 2006, Comparison of net ecosystem CO2 exchange in two peatlands in western Canada with contrasting dominant vegetation Sphagnum and Carex. Agricultural and Forest Meteorology, 140, 115-135.
• 7.Jacobs A.F.G., Ronda R.J., Holtslag A.A.M., 2003, Water vapour and carbon dioxide fluxes over bog vegetation. Agricultural and Forest Meteorology, 116, 103-112.
• 8.Lee X., Massman W., Law B., 2004, Handbook of Micrometeorology. A Guide for Surface Flux Measurement and Analysis. Kluwer, Dordrecht, ss. 250.
• 9.Moncrieff J.B., Masshede, J. M., de Bruin, H., Elbers, ]., Friborg, X, Heusinkveld, B., Kabat, P., Scott, S., Soegaard, H., Verhoef, A., 1997, A system to measure surface fluxes of momentum, sensible heat, water vapour and carbon dioxide. Jour, of Hydr., 188-189, 589-611.
• 10.Mahrt L., 1998, Flux sampling errors for aircraft and towers. Jour, of Atmospheric and Oceanic Technology, 15, 416-429.
• 11.Nieveen J.P., Jacobs A.F.G., 2002, Behaviour of carbon dioxide and water vapour flux densities from a disturbed raised peat bog. Int. Jour, of Climat., 22, 1543-1556.
• 12.Pawlak W., Siedlecki M., Fortuniak K., Kłysik K., 2005, Dobowa zmienność strumienia CO2 nad polem pszenżyta. Acta Agroph., 6 (2), 473-483.
• 13.Pawlak W., Fortuniak K., Offerle B., Grimmond C.S.B., 2007, Zastosowanie metody korelacyjnej do pomiarów strumieni CO2 i H2O z powierzchni trawiastej. Prz. Geof., 52, 95-106.
• 14.Sottocornola M., Kiely G., 2010, Hydro-meteorological controls on the CO2 exchange variation in an Irish blanket bog. Agricultural and Forest Meteorology, 150, 287-297.
• 15.Thomas K.L., Benstead J., Davies K.L., Lloyd D., 1996, Role of wetland plants in the diurnal control of CH4, and CO2 fluxes in peat. Soil Biology and Biochemistry, 28, 11-23.
• 16.Urbaniak M., Chojnicki B.H., Juszczak R., Olejnik]., 2010, Seasonal water use efficiency run at Rzecin wetland. Acta Agroph., 183, 108-126.
• 17.Webb E.K., Pearman G.I., Leuning R., 1980, Correction of flux measurements for density effects due to heat and water vapor transfer. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 106, 85-100.