通量是指在流體運動中，單位時間內(nèi)流經(jīng)某單位面積的某屬性量，是表示某屬性量輸送強(qiáng)度的物理量。在大氣科學(xué)中，包含動量通量、熱通量、物質(zhì)通量和水通量。
通過獲取典型生態(tài)系統(tǒng)地氣間顯熱、潛熱、動量通量和CO2通量的長期觀測數(shù)據(jù)，為氣象部門開展氣候系統(tǒng)模式的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);為全面系統(tǒng)地開展典型生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)過程與小氣候、地氣相互作用及水熱平衡特征、大氣—生態(tài)—小氣候—水文—土壤相互作用及影響機(jī)制的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);為短期氣候趨勢預(yù)測、氣候變化影響評估等工作提供基礎(chǔ)性資料。
中國科學(xué)院大氣物理研究所碳氮循環(huán)團(tuán)隊采用一臺閉路中紅外量子級聯(lián)激光(QCL)氣體分析儀，研發(fā)了一套基于渦動相關(guān)法的NO湍流通量觀測系統(tǒng)，并在一個典型亞熱帶農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)開展觀測研究，以評價該觀測系統(tǒng)在野外條件下的運行性能及其測量農(nóng)田NO湍流通量的適用性?；赒CL激光檢測技術(shù)的NO湍流通量觀測系統(tǒng)具有在穩(wěn)定性、測量響應(yīng)速度、維護(hù)工作量等方面的優(yōu)勢，為生態(tài)系統(tǒng)與大氣間NO湍流交換通量的長周期原位觀測提供了一種新的方法選項。
碳氮循環(huán)
是指對于第一代恒星,它們在開始燃燒時只有大爆炸生成的氫和氦,只能通過質(zhì)子質(zhì)子循環(huán)進(jìn)行氫燃燒。但對于第二代和第三代恒星(如太陽),它們在開始?xì)淙紵龝r星云中含有少量前一代恒星爆炸后遺留下來的重元素碳和氮,因此氫(質(zhì)子)可以在碳、氮、氧的催化劑作用下生成氦(*He),反應(yīng)前后,碳、氮、氧保持不變。碳~氮循環(huán)的凈結(jié)果與質(zhì)子質(zhì)子循環(huán)完全一樣,都是由4 個氦質(zhì)子轉(zhuǎn)化為1個*He核，并釋放出大量能量。碳-氮循環(huán)有兩種方式。
碳~氮循環(huán)的一個重要結(jié)果是“N的合成,銀河系物質(zhì)中所有的“N均起源于這一反應(yīng)。當(dāng)溫度很高時 ，碳氮循環(huán)的反應(yīng)速率比質(zhì)子-質(zhì)子反應(yīng)的高得多。對于大質(zhì)量、高光度的主序星。碳氮循環(huán)是主要的能源 。而像太陽這樣的低光度主序星 ，質(zhì)子-質(zhì)子反應(yīng)是主要的能源。
湍流理論
湍流是流體的一種流動狀態(tài)。1895年，雪諾首先采用將湍流瞬時速度、瞬時壓力加以平均化的平均方法，從納維-斯托克斯方程導(dǎo)出湍流平均流場的基本方程——雷諾方程，奠定了湍流的理論基礎(chǔ)。以后發(fā)展了(以混合長假設(shè)為中心的)半經(jīng)驗理論和各種湍流模式，為解決各種迫切的技術(shù)問題提供了一定有效的理論依據(jù)。
20世紀(jì)30年代以來，湍流統(tǒng)計理論，特別是理想的均勻各向同性湍流理論獲得了長足的進(jìn)步，但是離解決實際問題還很遠(yuǎn)。60年代以來應(yīng)用數(shù)學(xué)家采用泛函、拓?fù)浜腿赫摰葦?shù)學(xué)工具，分別從統(tǒng)計力學(xué)和量子場論等不同角度，探索湍流理論的新途徑。70年代以來，由于湍流相干結(jié)構(gòu)(又稱擬序結(jié)構(gòu))概念的確立，專家們試圖建立確定性湍流理論。關(guān)于湍流是如何由層流演變而來的非線性理論，例如分岔理論，混沌理論和奇怪吸引子等有了重要進(jìn)展。
渦動相關(guān)
兩個與湍流運動有關(guān)的變量之間的協(xié)方差。如垂直速度ω和位溫θ之間的渦動相關(guān)即為，這里撇號代表與平均值的偏差，N是資料點總數(shù)。
中紅外量子級聯(lián)激光 氣體檢測系統(tǒng)
為了滿足基于室溫連續(xù)量子級聯(lián)激光器(QCL)的中紅外氣體檢測系統(tǒng)的需求，研制了板級量子級聯(lián)激光器的驅(qū)動電路以及諧波鎖相放大電路。通過信號發(fā)生電路產(chǎn)生高精度的直流偏置信號、低頻鋸齒波掃描信號和高頻正弦波調(diào)制信號，控制激光器的工作電流，進(jìn)而掃描/調(diào)制激光器的輸出波長;為了探測痕量氣體吸收光譜的二次諧波信號，并獲得較高的信噪比，研制了鎖相放大電路，主要包括倍頻電路、正交轉(zhuǎn)換電路和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路;為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，研制了高穩(wěn)定性的線性供電電路以及保護(hù)電路。
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