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ChinaFLUX第十八次通量观测理论与技术培训

数据质量评价和控制

李彦磊（yanlei.li@Campbell.com.cn）

CampbellScientificInc.

数据质量控制和评价

由于环境因素或电子器件故障等导致的不合理高值或低值

⚫由于雨、雪、尘粒等对传感器声/光程干扰，瞬间断电等产生的异常值，标记为Hardspikes

⚫电子电路（如A/D转换器）、长电缆、电源不稳定等产生的异常值，标记为Softspikes

观测环境并不十分满足涡动相关法的测量要求

仪器观测为空间测量而不是点测量

空气密度效应影响

……

观测设备被恶劣天气影响

10Hz原始数据的质量控制

1.1De-Spike

根据VickersandMahrt（1996）等统计方法进行数据的预处理：

⚫spikes⚫Non-stationarityofthehorizontalwind

⚫amplituderesolution⚫discontinuities

⚫absolutelimits

⚫Lagcorrelation

⚫Higher-momentstatistics⚫Verticalstructure

⚫dropout

VickersandMahrt,1996,QualityControlandFluxSamplingProblemsforTowerandAircraftData

1.1De-Spike

De-spike

对一移动窗口（通常为5min），计算平均值ҧ和标准差，若−ҧ≥，则剔除

步骤如下：

1.移动窗口通常为5min

2.通常为3.5，不同要素的n值可能不同

3.剔除后的数据采用线性插补并计数

4.完成一次处理后，需要重新迭代过滤，直至

无野点存在为止

5.野点数量不应超过1%

1.1De-Spike

De-spike

当超出阈值的连续个数超过3时，通常认为是正常响应，不属于野点

1.2系统诊断值

硬件诊断值

Sonicdiagnosticflag0

Gasdiagnosticflag0

信号强度

CO2signalstrength0.7

H2Osignalstrength0.7

1.3趋势去除

自相关函数和互相关函数在数据中出现趋势的情况下不能反映真实情况，因此，在计算不确定性之前，需要

对变量序列进行线性去趋势

李旭辉，王伟等，2018

野外观测时，块平均（时间平均）是单点测量唯一可行的平均方法

线性去趋和滑动平均不符合雷诺法则；

飞机上测湍流时需使用线性去趋

1.4时间延迟校正

时间延迟的原因：

⚫OPEC：传感器的空间分离，