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缺口插补三维超声风速仪

3D Sonic Anemometer in Gap Filling

以三对超声换能器测量声波沿三条正交轴的飞行时间差，反演三维风速矢量（u/v/w）与声速（虚温），是 EC 通量的核心风速测量。…

测量原理

以三对超声换能器测量声波沿三条正交轴的飞行时间差，反演三维风速矢量（u/v/w）与声速（虚温），是 EC 通量的核心风速测量。

缺口插补三维超声风速仪的信号链路与响应形态（示意）。

典型规格

风速量程 0~60 m/s；分辨率 0.01 m/s；声速精度 ±0.05 m/s；采样 10~50 Hz

成熟度

Established

应用领域

气象 · Meteorology

优点无运动部件、响应快（≥20 Hz）、同时测三维风速与虚温、免维护。插补使碳收支时间序列完整，方法选择直接影响年总量与不确定性，是长期通量产品标准环节。

局限成本较高、雨雪/结冰影响换能器、测量体阻塞流场、需坐标校正。夜间缺口占比 30~60% 常见；查表法年总量偏差 ±10%。

对缺失/剔除的通量序列进行插补（查表法/边缘分布/机器学习），与实测并存的站点相互校验。垂直安装、迎风、远离障碍物与塔体干扰；配加热防结冰（可选）。

工程要点气象领域：观测场选址需满足代表性；辐射与降水类传感器必须水平安装；风与降水受遮挡、湍流与地形影响显著。

空气质点水平运动速率，通常取给定时段的平均风速与瞬时最大风速。

风的来向，以正北为 0°、顺时针增大。

在通风、防辐射条件下测得的近地空气热力学温度，是几乎所有环境过程的驱动变量。

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