渦度協方差（渦動相關）觀測法是當前地氣間 CO?、水汽、熱量、動量通量直接測量的主流微氣象手段，核心邏輯為湍流脈動協方差理論：大氣微小渦旋帶動垂直輸送，同步高頻采集三維風速脈動與氣體濃度脈動，通過二者協方差計算單位面積地氣交換通量，具備無侵入、連續長期觀測優勢，廣泛應用于荒漠、農田、森林等下墊面碳水循環研究。
CSAT3 三維超聲風速儀
是湍流風速測量核心，可高頻采集 Ux、Uy、Uz 三維風速與聲速，最高 60Hz 采樣，自帶雨水導流棉條，適配新疆沙塵、晝夜溫差大的惡劣野外環境，安裝時需與氣體分析儀保持水平、同高度，放置于氣流上游規避設備擾流。
LI-7500 開路紅外 CO?/H?O 分析儀
開路式紅外氣體探測設備，基于紅外吸收原理實時高頻測量大氣 CO?與水汽密度，無采樣管路、無冷凝誤差；設備傾斜 10–15° 安裝可減少沙塵、積水附著，配套 RS232/SDM 多通道數據輸出，可與超聲儀實現毫秒級同步采集。
輔以 10m 觀測鐵塔、數據采集器、遠程通訊模塊、供電系統、線纜配件構成完整野外觀測平臺，可實現無人值守遠程數據傳輸、自動存儲與程序調試。
2026 年 4 月，南京信息工程大學 T26058 新疆荒漠渦度協方差通量觀測項目落地庫爾勒荒漠站點，由項目負責人張璐帶隊完成整套系統運輸、塔體搭建、設備安裝與校準調試，完整工期 7 天，全部作業記錄留存現場日志，設備適配新疆干旱、多風沙、晝夜溫差超 30℃野外工況。
籌備運輸（4.23）：蘭州出發抵達庫爾勒，現場采購圓管、通訊線材，辦理本地遠程通訊流量卡，保障野外無網絡區域數據回傳；
站點踏勘（4.24）：驅車 600km 抵達荒漠觀測塔點位，檢查 10m 鐵塔結構，清點 CSAT3、LI-7500 全套設備并入庫；
塔體硬件架設（4.25）：4.5m 橫臂吊裝，受無高空作業平臺限制，采用 10m 塔繩索下放安裝方案，完成超聲風速儀、分析儀機架固定；
線路與柜體施工（4.26）：配電柜、兩套信號機箱安裝布線，因橫臂無上部固定空間，調整拉桿至底部支撐，就近兵團采購補充線纜；
整機上電校準（4.27）：設備通電運行，遠程通訊鏈路調試完成，供電線槽石板防護，同步參照周邊通量站拍攝設備安裝參考圖；聯合項目龔主任優化儀器采集程序，完成零點、跨度校準；
數據驗證與培訓（4.28）：通宵連續采集湍流原始數據，各項通量指標穩定正常，為南信大隨行師生部署遠程自動下載程序，開展設備運維、數據判讀實操培訓；
項目收尾返程（4.29）：系統整體運行穩定，觀測站進入長期自動觀測階段，團隊返程蘭州。
安裝結構優化
荒漠風沙持續擾動，橫臂支撐拉桿下移加固，所有線纜加裝耐磨套線管，地面供電線路鋪設后覆蓋石板，防止風沙侵蝕、動物破壞線路；傳感器整體傾斜 12° 安裝，減少沙塵堆積在藍寶石光學窗口，降低 AGC 數值升高帶來的數據漂移風險。
同步時序匹配
CSAT3 與 LI-7500 統一設置 10Hz 采樣帶寬，通過儀器延時參數修正湍流協方差相位偏差，消除風速、氣體濃度采集時間差帶來的通量計算誤差，匹配荒漠弱湍流環境數據精度需求。
遠程野外運維
現場配置本地移動通訊模塊，無需現場值守即可遠程查看實時 CO?、水汽、三維風速時序，支持在線修改采集程序、重新校準零點，大幅降低荒漠站點定期巡檢成本。
環境防護配置
LI-7500 內部化學吸附耗材預留年度更換方案，CSAT3 超聲探頭配套防水導流棉，適配新疆春季浮塵、短時降雨天氣，保障全年連續通量觀測。
①荒漠生態系統碳源匯量化，解析干旱區植被、裸土晝夜 CO?交換規律；
②荒漠蒸散通量連續監測，為西北綠洲水資源調控提供微氣象實測依據；
③大溫差、風沙環境下渦度觀測設備野外適配方案，符合干旱區通量觀測標準化施工流程。
依托 CSAT3 與 LI-7500 高精度同步觀測，站點長期時序數據將納入南京信息工程大學陸地碳水循環數據庫，為我國西北干旱區氣候變化、雙碳目標相關研究提供一手野外實測資料。
