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1、中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用陆地表层系统野外实验原理与方法陆地表层系统野外实验原理与方法第六讲第六讲 地表通量观测方法及原理地表通量观测方法及原理袁国富袁国富中科院地理科学与资源所中科院地理科学与资源所中国科学院地理科学与
2、资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用地地-气界面通量观测方法气界面通量观测方法p直接测定方法直接测定方法(蒸渗仪、箱式法蒸渗仪、箱式法)p间接测定方法间接测定方法(小气候法小气候法)波文比方法波文比方法涡度相关方法涡度相关方法p大尺度通量的观测大尺度
3、通量的观测(大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪)p通量的分解测定通量的分解测定(同位素技术同位素技术)中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用地地-气界面通量观测方法气界面通量观测方法地面与大气之间的能量和物质交换地面与大气之间的能量和物质交换
4、中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用地地-气界面通量观测方法气界面通量观测方法地地-气界面的水碳通量和交换量气界面的水碳通量和交换量p通量通量 单位时间单位面积的交换量单位时间单位面积的交换量p水汽通量水汽通量 以植物蒸腾和土壤蒸
5、发以植物蒸腾和土壤蒸发(方向向上方向向上)为主体，在一定的为主体，在一定的条件下还包括水汽凝结条件下还包括水汽凝结(方向向下方向向下)组成的地面与大气之组成的地面与大气之间的水汽交换量间的水汽交换量p碳通量碳通量 以植物光合作用以植物光合作用(方向向下方向向下)，植物和土壤呼吸，植物和土壤呼吸(方向向方向向上上)组成的地面与大气之间的碳交换量组成的地面与大气之间的碳交换量中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增
6、加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用大型蒸渗仪方法大型蒸渗仪方法原理原理Lysimeter：蒸发渗漏仪：蒸发渗漏仪(简称蒸渗仪简称蒸渗仪)观测原理：称重观测原理：称重前后两个时间观测的土柱质量差为这一观测时段该土柱的水前后两个时间观测的土柱质量差为这一观测时段该土柱的水的损失量的损失量G1时时段初蒸渗段初蒸渗仪仪土柱重量土柱重量(g)G2时时段末蒸渗段末蒸渗仪仪土柱重量土柱重量P降雨量降雨量I灌灌溉溉量量L渗漏到土柱外的水量渗漏到土柱外的水量中国科学院
7、地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用大型蒸渗仪方法大型蒸渗仪方法示意图示意图外观外观中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供
8、商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用大型蒸渗仪方法大型蒸渗仪方法示意图示意图内部构造内部构造中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者
9、服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用大型蒸渗仪方法大型蒸渗仪方法优缺点优缺点直接观测，精度高直接观测，精度高可以进行水分处理，进行不同科学目的的观测可以进行水分处理，进行不同科学目的的观测自然代表性不够自然代表性不够应用范围相对较窄应用范围相对较窄p优点优点p缺点缺点中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的
10、价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用波文比波文比-能量平衡方法能量平衡方法波文比的定义波文比的定义波文比波文比(Bowen ratio)指地表感热通量与潜热通量之比指地表感热通量与潜热通量之比波文比可以描述空气的稳定状况：波文比越大，表明感热交换越强波文比可以描述空气的稳定状况：波文比越大，表明感热交换越强烈，空气越不稳定，波文比越小，空气稳定性越好烈，空气越不稳定，波文比越小，空气稳定性越好根据空气运动的梯度扩散理论根据空气运动的梯度扩散理论假假设设Kh=Kv，微分，微分变变差差
11、分分该公式意味着，测定两个高度的温度和湿度差，就能得到波文比该公式意味着，测定两个高度的温度和湿度差，就能得到波文比中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用波文比波文比-能量平衡方法能量平衡方法观测原理观测原理观测净辐射和波文比，就能
12、计算获得观测净辐射和波文比，就能计算获得感热通量和潜热通量感热通量和潜热通量中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用波文比波文比-能量平衡方法能量平衡方法与小气候方法相关的几个概念与小气候方法相关的几个概念1.Fetch(风浪区风浪区
13、)是指风在某一是指风在某一均匀粗糙表面均匀粗糙表面所穿行的距离或范围。所穿行的距离或范围。2.Footprint(通量观测区域通量观测区域)是指地表通量观测设施观测到的范围，代表了仪器获得的通是指地表通量观测设施观测到的范围，代表了仪器获得的通量交换的具体范围和位置。量交换的具体范围和位置。3.平流平流水平方向上的能量交换水平方向上的能量交换中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的
14、价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用波文比波文比-能量平衡方法能量平衡方法波文比方法的误差来源及其避免波文比方法的误差来源及其避免提高仪器测量精度，及时维护保养提高仪器测量精度，及时维护保养风浪区长度应该在是仪器安装高度的风浪区长度应该在是仪器安装高度的100倍以上倍以上1.平流影响平流影响2.空气稳定状况空气稳定状况适合于中性层结和不稳定层结适合于中性层结和不稳定层结3.仪器测量误差仪器测量误差中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生
15、态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用涡度相关方法涡度相关方法原理原理对于一个不断变化的量，对于一个不断变化的量，它可以分解为两部分：它可以分解为两部分：u为为瞬瞬时值时值，u为为一段一段时间时间的平均的平均值值，u为为脉脉动值动值1.平均值与脉动值平均值与脉动值中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国
16、科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用涡度相关方法涡度相关方法原理原理2.Reynolds平均法则平均法则中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的
17、，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用涡度相关方法涡度相关方法原理原理u1v1u2v2w1vw1vF3.涡度相关的两个假定涡度相关的两个假定平均垂直平均垂直风风速速为为0其中其中u，w分分别为别为水平和垂直水平和垂直风风速，速，v为为物物质浓质浓度度(密度密度)水平方向上通量的输入与输水平方向上通量的输入与输出相等出相等中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系
18、统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用涡度相关方法涡度相关方法原理原理u1v1u2v2w1vw1vF3.通量公式的推导通量公式的推导平均的垂直通量可以表述为平均的垂直通量可以表述为中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁
19、国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用涡度相关方法涡度相关方法原理原理4.涡度相关涡度相关(Eddy Covariance/Correlation,EC)已知相互关已知相互关联联的的变变量量A,B之之间间的的协协方差可以表述方差可以表述为为：地气之间的湍流传输通地气之间的湍流传输通量是物质或能量的浓度量是物质或能量的浓度与垂直速度的协方差与垂直速度的协方差中国科学院地理科
20、学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用涡度相关方法涡度相关方法动量、热量和水汽通量动量、热量和水汽通量动量通量：动量通量：感热通量：感热通量：水汽通量：水汽通量：q为为空气比湿空气比湿Baldocchi et al,1988,Ecology,69:
21、1331-1340中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用涡度相关方法涡度相关方法系统主要组成系统主要组成(1)超声风速仪超声风速仪10Hz频谱空气运动及其速度的三维测量频谱空气运动及其速度的三维测量(2)湿度仪湿度仪测量水汽浓度测量
22、水汽浓度(3)CO2气体分析仪气体分析仪测量测量CO2浓度浓度中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用涡度相关方法涡度相关方法系统主要组成系统主要组成中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国
23、生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用涡度相关方法涡度相关方法系统主要组成系统主要组成中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔
24、偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用大尺度通量观测大尺度通量观测:大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪(Large Aperture Scintillometer)原理原理空气的折射指数与感热通量之间空气的折射指数与感热通量之间在理论上存在一个关系在理论上存在一个关系空气折射指数用折射指数的结构空气折射指数用折射指数的结构参数参数Cn2来描述其湍流强度来描述其湍流强度Cn2是一个与温度结构参数是一个与温度结构参数CT2相关相关的一个参数。对于近
25、红外波段，的一个参数。对于近红外波段，这个关系式可以表达为：这个关系式可以表达为：AT为温度对折射指数的相对贡献为温度对折射指数的相对贡献 T为空气温度为空气温度为波文比为波文比 p为大气压为大气压温度结构参数温度结构参数空气折射指数空气折射指数中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，
26、增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用大尺度通量观测大尺度通量观测:大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪(Large Aperture Scintillometer)原理原理而温度结构参数与感热通量直接而温度结构参数与感热通量直接相关：相关：有近似公式：有近似公式：zs 发射光束高度发射光束高度d 零平面位移零平面位移LMO:Molin-Obukhov长度长度其中其中b=0.57温度结构参数温度结构参数中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务
27、有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用大尺度通量观测大尺度通量观测:大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪(Large Aperture Scintillometer)原理原理LAS由一个发射器和一由一个发射器和一个接收器组成，发射器个接收器组成，发射器发射某个波段的一个光发射某个波段的一个光束，这个光束的强度由束，这个光束的强度由于空气湍流于空气湍流“闪烁闪烁”而而发生改变，通过接收器
28、发生改变，通过接收器获取被改变的光强度获取被改变的光强度光强的自然对数的协方差与空气折射指数结构参数之间存在如下关光强的自然对数的协方差与空气折射指数结构参数之间存在如下关系系(接收器和发射器的孔径大小相同接收器和发射器的孔径大小相同)：D为发为发射光束的直径，射光束的直径，L为为光程光程长长度度中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺
29、诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用大尺度通量观测大尺度通量观测:大孔径闪烁仪大孔径闪烁仪特点特点1.测定发射器与接收器之间线状区域平均的测定发射器与接收器之间线状区域平均的感热通量感热通量2.是一种大尺度是一种大尺度(一般可达一般可达5km)的通量观测的通量观测手段手段3.对潜热通量的测定存在一定的问题对潜热通量的测定存在一定的问题中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者
30、的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术通量的组成与分割通量的组成与分割水汽通量：水汽通量：蒸发与蒸腾蒸发与蒸腾碳通量：碳通量：光合碳与呼吸碳光合碳与呼吸碳TranspirationAtmospheric VaporNet H2O exchangeSoil WaterSoil EvaporationStem WaterSoil surfacePrecipitationA
31、tmospheric CO2 Recycling(7%of respired CO2)Soil InvasionPhotosynthetic uptakeRespiration中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定
32、通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术同位素基础知识同位素基础知识相同质子数，而中子数不同的同一种元素称为同位素相同质子数，而中子数不同的同一种元素称为同位素氢氢：1H,2H(D),3H氧氧：16O,17O,18O碳碳：12C,13C,14C氮氮：14N,15N中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加
33、赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术同位素基础知识同位素基础知识同位素的分馏同位素的分馏因重同位素和因重同位素和轻轻同位素在同位素在质质量和化学能上的差异，量和化学能上的差异，导导致物致物质质运运动过动过程当中，程当中，轻轻重同位素重同位素发发生分生分馏馏，从而使得同位素，从而使得同位素含量含量发发生改生改变变同位素分馏的作用在于：同位素分馏的作用在于：(1)它导致生态系统中不同源库的稳定同位素比发生变化它导致生态系统中不同源库的稳定同位素比发生变化(2)它建立了一个同位素信号，可以反映元素循环中关键过
34、它建立了一个同位素信号，可以反映元素循环中关键过程的存在方式或程度程的存在方式或程度中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术同位素基础知识同位素基础知识同位素含量的表达同位素含
35、量的表达(以以18O为例为例)同位素比同位素比R同位素同位素值值N：元素的量：元素的量(个数个数)中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术同位素基础知识同位素基础知识同位素分馏
36、过程的表达同位素分馏过程的表达p分馏系数分馏系数(fractionation)p分馏系数分馏系数(描述同位素的富集程度描述同位素的富集程度)发生同位素分馏作用后的同位素含量与发生分馏作用前的同位素含量之比定义为分馏系数0意味着分馏过程在富集重同位素（同位素富集），0意味着分馏过程在损耗重同位素（同位素贫化）A,B分别指物质的两种形态或者不同的两种化合物中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者
37、购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术同位素基础知识同位素基础知识例：已知水的量为例：已知水的量为N，水中，水中18O同位素的含量同位素的含量(同位素比同位素比)为为18R，求，求水中水中18O的绝对量的绝对量解：根据同位素比解：根据同位素比R的定义，有：的定义，有：由于由于18R远小于远小于1，因此分母可以近似等于，因此分母可以近似等于1，则有：，则有：该公式表明，某物质同位素的该公式表明，某物质同位素的量等于该物
38、质同位素比与该物量等于该物质同位素比与该物质总量的乘积质总量的乘积中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术SPAC系统中的系统中的18O和和13CTranspiration(d
39、 d1818O-4O-4)Atmospheric Vapor(d d1818O-13O-13)Net H2O exchange(d d1818O-5O-5)Soil Water(d d1818O-4O-4)Soil Evaporation(d d1818O-31O-31)Stem Water(d d1818O-4O-4)Leaf Water(d d18180+140+14)Soil surface water(d d1818O+3O+3)H218O,H16O,H216OPrecipitation(d d1818O-4O-4)Atmospheric CO2(d d1818O+41O+41,d,d
40、1313C-8-8)Recycling(7%of respired CO2)C18O16O,C16O2,13CO2,12CO2Soil(d d1818O+30O+30,d d1313C-25-25)InvasionH2 18OPhotosynthetic uptake(d d1818O+18O+18d d1313C-26-26)Stem(d d1818O+29O+29,d d1313C-26-26)Respiration中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行
41、为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术原理原理(以水汽通量为例以水汽通量为例)p蒸散通量等于蒸发与蒸腾之和蒸散通量等于蒸发与蒸腾之和蒸散的同位素通量等于蒸发同位素通蒸散的同位素通量等于蒸发同位素通量与蒸腾同位素通量之和量与蒸腾同位素通量之和T 蒸腾水汽同位素含量，等于植蒸腾水汽同位素含量，等于植物茎水同位素含量物茎水同位素含量(稳态假设稳态假设)E
42、 蒸发水汽同位素含量，用蒸发水汽同位素含量，用Graig-Gordon模型计算模型计算ET 蒸散水汽同位素含量，用蒸散水汽同位素含量，用Keeling Plot方法获取方法获取中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定
43、通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术原理原理(以水汽通量为例以水汽通量为例)p植物蒸腾的水同位素稳态假设植物蒸腾的水同位素稳态假设在某些情形下，进入叶片的水的同位素组成与排出叶片的水在某些情形下，进入叶片的水的同位素组成与排出叶片的水(水汽水汽)的同位素组成相等，这种情形称之为植物蒸腾的同位素稳态的同位素组成相等，这种情形称之为植物蒸腾的同位素稳态同位素稳态在一个较长时间尺度时，或者蒸腾水汽量远大于叶片同位素稳态在一个较长时间尺度时，或者蒸腾水汽量远大于叶片本身含水量，水汽交换本身含水量，水汽交换(蒸腾速率蒸腾速率)较大时，稳态假设一般是成立的较大时，稳态假设一般是成立的在短时间尺度，如小
44、时或更短尺度，由于受各种环境因子的影响，在短时间尺度，如小时或更短尺度，由于受各种环境因子的影响，蒸腾的同位素稳态往往会受到影响，形成蒸腾过程的同位素非稳蒸腾的同位素稳态往往会受到影响，形成蒸腾过程的同位素非稳态情形态情形蒸腾水汽蒸腾水汽源水源水中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，
45、增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术原理原理(以水汽通量为例以水汽通量为例)pCraig-Gordon模型模型模拟蒸发水汽同位素组成的模型模拟蒸发水汽同位素组成的模型蒸发的三个物理过程以及对应蒸发的三个物理过程以及对应的三个不同分馏过程的三个不同分馏过程1.液态水汽化形成饱和水汽层，以及对应的平衡分馏过程2.水汽穿过界面的静止空气层的分子扩散过程，以及对应的分子扩散分馏3.水汽通过湍流交换层的湍流扩散过程以及对应的湍流扩散分馏中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究
46、网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术原理原理(以水汽通量为例以水汽通量为例)pCraig-Gordon模型模型蒸发通量的阻力模式：水汽通量水汽浓度梯度/扩散阻力对于总的水汽扩散而言，水汽通量为：对于水汽重同位素的扩散而言，同位素水汽通量为：hN空气相对湿度，RL液态水
47、同位素含量，RA空气水汽同位素含量，V/L平衡分馏系数，总的水汽扩散阻力，包括分子扩散阻力M和湍流扩散阻力T，i下标指水稳定同位素HDO或H218O中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技
48、术同位素技术原理原理(以水汽通量为例以水汽通量为例)pCraig-Gordon模型模型n=1/2 对于自然水面蒸发 =1 对于土壤水和叶片水蒸发=1对于小水面 =0.5-0.88 对于大水面18diff=-28.52diff=-25.1中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的
49、金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用通量的精细分解测定通量的精细分解测定:同位素技术同位素技术原理原理(以水汽通量为例以水汽通量为例)pKeeling Plot方法方法近地层空气水汽被认为是周围空气水汽与地表蒸近地层空气水汽被认为是周围空气水汽与地表蒸散水汽的混合物，因此有质量平衡方程散水汽的混合物，因此有质量平衡方程:这这里里qm为为某一高度的水汽某一高度的水汽浓浓度，度，qa为为周周围围空气空气(上上风风向空气向空气)的水汽的水汽浓浓度度(比湿比湿)，qET为为地表蒸散地表蒸散(包括植物蒸包括植物蒸腾腾和土壤蒸和土壤蒸发发)水汽水汽浓浓度度(比湿比湿)则则水汽中水汽中稳稳定同位素成分
50、定同位素成分(HDO,H218O)的的质质量平衡可以写量平衡可以写作：作：水汽同位素含量与水汽浓度的倒数为线水汽同位素含量与水汽浓度的倒数为线性关系，且截距为性关系，且截距为ET的同位素含量的同位素含量中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络(CERN)水分分中心水分分中心 袁国富袁国富经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服