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涡动观测系统，采用涡动协方差原理，是一种微气象学的测量方法，利用快速响应的传感器来测量大气—下垫面间的物质交换和能量交换。是一种直接测算通量的标准方法,是测定生态系统物质、能量交换通量的关键技术。由于测量方式和原理不同，涡动观测系统分为开路涡动观测系统和闭路涡动观测系统。涡动观测系统可以测量能量通量（显热通量、潜热通量、动量通量）和物质通量（CO2 / H2O / CH4 / N2O）以及一些空气动力学参数等,主要应用于边界层理论研究、大气扩散、能量收支研究、水分等物质收支等众多领域。通量观测适用于森林、草地、农田、沙漠、城市、水域等各种下垫面环境，被广泛应用于中科院、林科院、气象局、海洋局及各科研领域对区域碳、水循环过程的研究；做为测算生态系统与大气间物质和能量交换信息的有效手段，为分析地圈-生物圈-大气圈的相互作用提供重要的数据基础，为大尺度、长期和连续的科学研究提供支撑。 测量原理涡动通量观测系统主要有三维风速及气体密度高频测定单元、供电单元、数据采集单元组成。三维风速及气体密度高频测定单元用来测量三维风速（Ux、Uy、Uz）、虚温（Ts）、气体密度（CO2和H2O）。数据采集、存储及传输单元是核心采集处理单元，采集气体分析仪输出的浓度数据（CO2和H2O）、三维超声风速仪输出的三维风数据（Ux，Uy，Uz），超声虚温数据（Ts）、声速（c）以及系统中其它辅助观测数据，并将原始10HZ数据存储到CF卡中；同时对原始数据做在线通量全修正计算，直接输出可用于科研目的的高质量通量数据，并将通量数据存储到CF卡中。另外可将数据通过有线/无线的方式远程发送至数据中心。 观测要素： 测量能量通量（显热通量、潜热通量、动量通量） 测量物质通量（CO2、H2O、CH4、N2O） 测量空气动力学参数 应用领域：海洋观测、大气环境、森林气候、农田生态、城市环境等。更详细内容可点击：涡动相关方法和常用通量设备介绍及安装介绍
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沙尘暴监测站主要是通过对风、沙、温度这几个形成沙尘暴的主要气象要素进行监测，从而实现对沙尘暴的控制。对沙的测量主要依靠风蚀传感器H11B，风蚀传感器用来测量沙的动量通量，两个输出量是动能和撞击的颗粒数。原理是电荷量和粒子的动能成正比。电荷、电压和电容的关系是 q = CV.，V=q/C 。电容器中电压的波动像不规则的楼梯一样，单个粒子的动能对每一节楼梯上的电荷会产生影响。当加在电容器上的电压超过内部的参考电压时，电容器就会重复这个过程。一次快速的放电脉冲会转换成粒子的能量值显示出来，而这个能量值是单个的粒子能量的积累值。进行野外的标定时，传感器的输出脉冲数要参考一次风蚀时收集的被风蚀的沙石总数。由于粒子的速度、拽力系数和质量的不同，它的**粒子的直径很难确定。传感器可以测量低速撞击传感器时直径大约在50到70 微米的粒子，但不能测得10到50微米的粒子。传感器由两个数据输出量，一个是动能，另一个是撞击的颗粒数。动能输出经常用来测量直接跳跃的粒子所带的能量，撞击的颗粒数输出反应的是个别的粒子数。在某一取样周期内，所需的数据都被数采**的换算成输出的脉冲数。通常数据的取样间隔是15秒到1小时。 观测要素： ·风速 ·风向 ·地表沙通量 ·地表沙动量 ·近地表风 ·温湿曲线 应用领域：监测自然界的风沙运动趋势和风蚀作用、草地等植被的风沙研究，土壤沙化，环境荒漠化监测等。 一般一个沙尘监测站的配置可以分为两种：简单型和研究型。 一、 简单配置需求 这种配置主要是用于可以经常移动的站点，也就是相当于一种便携式沙尘暴监测站，同样也可以用在沙尘暴的发源地。主要的配置情况如下：序列名称单位数量制造商1风蚀传感器个1Sensit2风速传感器个1Met One3风向传感器个1Met One4集沙器套1国产5数据采集器个1Campbell6支架套1国产 二、 研究级配置要求 研究级沙尘暴监测站的配置可以满足基本风蚀监测站的要求，这种研究至少需要三个风速计。主要配置情况如下：序列名称单位数量制造商1风蚀传感器个1Sensit2风速传感器个1Met One3风向传感器个1Met One4集沙器套1国产5数据采集器个1Campbell6支架套1国产7温度传感器个1Campbell
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大型的城市化过程中，不同源汇和不同机械和热力学相互作用背景下，高塔梯度观测是 有效地表征人类活动、城市建设对城市气象和城市环境变迁影响的观察者和记录者。（Gradient Meteorological Observation System）测量大气中不同高度的风速风向、温湿度、辐射以及不同深度土壤的土壤温度和含水量，适用于不同的下垫面和大气条件， 是边界层气象，农林气象、大气环境监测运用 普遍和 基本的观测手段，是以空气动力学理论、Monin-Obukhov相似理论在近地表层的，尤其在垂直方向上以湍流交换为基础的物质和能量的传输规律的研究不可替代的观测系统。在风能评估、大气成分扩散乃至核物质、生化物质的传播和作用机理研究中，高塔梯度系统是 稳定的表征空间差异性和时间性的观测系统，是风能预测、污染员环境预报 重要的手段。对于森林生态系统的梯度观测系统，由于森林冠层下的逆梯度现象，以及各种不同植被的相互作用，不同高度的同时观测得以准确地把控细微的空间变异和稳定的时序演替，具有其他系统无法替代的作用。 观测要素： ·不同高度的风速风向 ·不同高度的温湿度 ·不同高度的辐射 ·不同深度土壤的温度和含水量 应用领域：边界层气象、农林气象、大气环境等科研领域。
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农业气象观测是农业气象业务、服务和科研的基础，是研究农业生产与气象条件之间相互关系及其规律的科学，是气象学科中应用气象学的重要分支。农业气象观测的目的在于围绕农业的发展与现代化，不断认识和解决生产中的气象问题，提出促进农业生产的适当的气象条件和措施。 农业气象观测手系统正逐步实现自动化、遥测和&化，观测数据适用于作物-天气-土壤的各种统计模式和动态模式的试验研究，作物的生长发育和产量同气象条件的关系等。 观测要素 ·天气要素（温湿度、风速风向、压力、降水） ·作物要素（总辐射、净辐射、光合有效辐射PAR、农作物表面温度） ·土壤墒情（土壤温湿度、土壤热通量） 应用领域：农田、果园、温室、生态农业等。
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