Программное обеспечение «EddyPro» для станций eddy covariance, LI-COR

Англоязычное название: EddyPro

Назначение ПО EddyPro

ПО EddyPro (Eddy - вихрь, Covariance - ковариация, Processing - обработка) - это программное обеспечение для обработки данных со станций eddy covariance. EddyPro является мощным программным приложением для обработки данных систем анализа атмосферы, основанных на методе микровихревой ковариации. Оно позволяет анализировать параметры потоков газов (паров воды, диоксида углерода, метана, других следовых газов) и энергии.

EddyPro предоставляет широкий спектр возможностей для вывода и всесторонней обработки экспериментальных данных.

EddyPro является программным продуктом с открытым кодом, разработанным и поддерживаемым компанией LI‑COR. Данное программное обеспечение было разработано в рамках проекта ECO₂S (the Eddy COvariance COmmunity Software project), который являлся подпроектом в составе глобального проекта IMECC - EU (Infrastructure for Measurement of the European Carbon Cycle), занимавшегося развитием инфраструктуры для изучения цикла углерода на территории Евросоюза. Компания LI-COR выражает глубокую признательность всем, кто помогал в создании данного программного обеспечения: консорциуму IMECC, группе разработчиков ECO₂S, сотрудникам Университета Тосканы (Италия) и другим ученым, разбросанным по всему миру, кто помогал разрабатывать и тестировать прототип данного программного обеспечения.

Нововведения

• Поддерживается компьютерными модулями SMARTFlux 2 и SMARTFlux 3 и позволяет проводить обсчет потоковых данных непосредственно в полевых условиях, в режиме реального времени.
• Для удобства использования, в программное обеспечение введены опции экспресс настройки и дополнительные настройки для продвинутых пользователей.
• Позволяет синхронно регистрировать и обрабатывать показания большого количества разнообразных датчиков, как метеорологических, так и биометрических, расположенных на вашем экспериментальном участке, и интегрировать их при обсчете с потоковыми данными.
• Позволяет производить комплексную спектральную оценку, используя различные подходы, как аналитические, так и in situ.

Почему именно EddyPro?

• Программное обеспечение построено на проверенной и хорошо зарекомендовавшей себя платформе IMECC с простым интуитивно понятным интерфейсом.
• Цельнокройная (не предусматривающая избыточных операций) обработка файлов GHG от систем изучения параметров атмосферы, производства LI-COR. Поддержка разнообразных типов файлов.
• В программу интегрирована опция он-лайн помощи (включает в себя: обучающую литературу, обучающее видео и возможность запроса технической поддержки у экспертов компании LI-COR).
• В программу встроен широкий спектр возможностей для обработки полученных данных, в том числе: коррекции АЧХ, оценка вероятной зоны покрытия, оценка случайной ошибки и качества маркировки.

Встроенные опции для обработки экспериментальных данных

Доступные для выбора в экспресс-режиме опции отмечены курсивом.

• Осевое вращение для корректировки угла наклона ультразвукового анемометра:
  1. Двойная ротация
  2. Тройная ротация
  3. Посекторный подбор плоскости (Wilczaketal., 2001)
  4. Посекторный подбор плоскости без поправки на скорость (vanDijketal., 2004)
• Исключение тренда нескорректированных временных рядов:
  1. Усреднение по блокам
  2. Линейное удаление тренда
  3. Скользящее среднее
  4. Экспоненциально скользящее среднее
• Компенсация отставания показаний газоанализатора от данных анемометра:
  1. Автоматическая оптимизация времени задержки (опционально, для паров H₂O, в виде функциональной зависимости от значения относительной влажности)
  2. Максимальная ковариация с оператором умолчания (круговая корреляция)
  3. Максимальная ковариация без оператора умолчания
  4. Константа
  5. Безкомпенсации (опционально)
• Статистические тесты для необработанных данных временных рядов (Vickers andMahrt, 1997)
  1. Подсчет/удаление резких всплесков
  2. Разрешающая способность по амплитуде
  3. Удаление нежелательного фона
  4. Абсолютные приделы
  5. Несимметричность распределения вероятностей и эксцессов распределения
  6. Неоднородность
  7. Временные задержки
  8. Угол атаки
  9. динамическая устойчивость ветра в горизонтальной плоскости
  10. Для индивидуального подбора и настройки
• Доступные форматы исходящих данных
  1. Полная информация о потоках, с учетом качества маркировки и т.д. и т.п. (стандартный развернутый формат или только конечные результаты)
  2. Формат «Ameriflux»
  3. Европейский формат GHG (для систем изучения парниковых газов)
  4. Статистическая обработка исходных данных
  5. Полноразмерные спектры и ко-спектры
  6. Отсортированные спектры и ко-спектры
  7. Отсортированные интегральные кривые распределения
  8. Спектр средних по множеству
  9. Ко-спектр средних по множеству, соответствующая модель и идеальный ко-спектр (Каймала)
  10. Подробная информация о стационарных режимах и проверках на турбулентность
  11. Исходные данные временных рядов и данные после каждой статистической проверки / исправления
  12. Усредненные данные, биометрические и метеорологические
• Компенсация флуктуаций плотности воздуха =
  1. Webb et al., 1980 (для азоанализаторов открытого типа) / Ibrom et al., 2007 a (для газоанализаторов закрытого типа)
  2. Использование (или конверсия в) коэффициента турбулентного перемешивания (Burbaetal., 2012)
  3. Дополнительная корректировка поглощения в период межсезонья для LI-7500 (Burbaetal., 2008)
  4. Режим без корректировки
• Корректировка АЧХ (декремент)
  1. Аналитическая корректировка параметров фильтрации верхних частот (Moncrieff et al., 2004)
  2. Фильтрация нижних частот, выбор и настройка:
     • Moncrieff et al. (1997)
     • Massman (2000)
     • Horst (1997)
     • Ibrom et al. (2007b)
     • Horst and Lenschow (2009)
     • Fratini et. al. (2012)
• Контроль качества потоков по Foken et al. (2004)
  1. Маркировка согласно стандарту «Carbo Europe» (Mauder and Foken, 2004)
  2. Маркировка согласно Foken (2003)
  3. Маркировка согласно Göckedeetal. (2004)
• Оценка случайной погрешности
  1. Mann and Lenschow (1994)
  2. Finkelstein and Sims (2001)
• Аппроксимация зоны покрытия потока
  1. Kljun et al. (2004)
  2. Kormann and Meixner (2001)
  3. Hsieh et al. (2000)
• Прочие опции, доступные для настройки в экспресс режиме и/или режиме продвинутого пользователя:
  1. Ультразвуковая корректировка температуры на влажность согласно van Dijk et al. (2004)
  2. Спектральная корректировка LI-7700 согласно McDermitt et al. (2011)
  3. Корректировка угла атаки для анемометров типа «Gillanemometers» согласно Nakaietal. (2006)
  4. Корректировка угла атаки для анемометров типа «Gill anemometers» согласно Nakai and Shimoyama (2012)
  5. Включение био и метеорологических данных для улучшения качества обсчета / корректировки потоковых данных