涡度协方差（涡动相关）观测法是当前地气间 CO₂、水汽、热量、动量通量直接测量的主流微气象手段，核心逻辑为湍流脉动协方差理论：大气微小涡旋带动垂直输送，同步高频采集三维风速脉动与气体浓度脉动，通过二者协方差计算单位面积地气交换通量，具备无侵入、连续长期观测优势，广泛应用于荒漠、农田、森林等下垫面碳水循环研究。
CSAT3 三维超声风速仪
是湍流风速测量核心，可高频采集 Ux、Uy、Uz 三维风速与声速，最高 60Hz 采样，自带雨水导流棉条，适配新疆沙尘、昼夜温差大的恶劣野外环境，安装时需与气体分析仪保持水平、同高度，放置于气流上游规避设备扰流。
LI-7500 开路红外 CO₂/H₂O 分析仪
开路式红外气体探测设备，基于红外吸收原理实时高频测量大气 CO₂与水汽密度，无采样管路、无冷凝误差；设备倾斜 10–15° 安装可减少沙尘、积水附着，配套 RS232/SDM 多通道数据输出，可与超声仪实现毫秒级同步采集。
辅以 10m 观测铁塔、数据采集器、远程通讯模块、供电系统、线缆配件构成完整野外观测平台，可实现无人值守远程数据传输、自动存储与程序调试。
2026 年 4 月，南京信息工程大学 T26058 新疆荒漠涡度协方差通量观测项目落地库尔勒荒漠站点，由项目负责人张璐带队完成整套系统运输、塔体搭建、设备安装与校准调试，完整工期 7 天，全部作业记录留存现场日志，设备适配新疆干旱、多风沙、昼夜温差超 30℃野外工况。
筹备运输（4.23）：兰州出发抵达库尔勒，现场采购圆管、通讯线材，办理本地远程通讯流量卡，保障野外无网络区域数据回传；
站点踏勘（4.24）：驱车 600km 抵达荒漠观测塔点位，检查 10m 铁塔结构，清点 CSAT3、LI-7500 全套设备并入库；
塔体硬件架设（4.25）：4.5m 横臂吊装，受无高空作业平台限制，采用 10m 塔绳索下放安装方案，完成超声风速仪、分析仪机架固定；
线路与柜体施工（4.26）：配电柜、两套信号机箱安装布线，因横臂无上部固定空间，调整拉杆至底部支撑，就近兵团采购补充线缆；
整机上电校准（4.27）：设备通电运行，远程通讯链路调试完成，供电线槽石板防护，同步参照周边通量站拍摄设备安装参考图；联合项目龚主任优化仪器采集程序，完成零点、跨度校准；
数据验证与培训（4.28）：通宵连续采集湍流原始数据，各项通量指标稳定正常，为南信大随行师生部署远程自动下载程序，开展设备运维、数据判读实操培训；
项目收尾返程（4.29）：系统整体运行稳定，观测站进入长期自动观测阶段，团队返程兰州。
安装结构优化
荒漠风沙持续扰动，横臂支撑拉杆下移加固，所有线缆加装耐磨套线管，地面供电线路铺设后覆盖石板，防止风沙侵蚀、动物破坏线路；传感器整体倾斜 12° 安装，减少沙尘堆积在蓝宝石光学窗口，降低 AGC 数值升高带来的数据漂移风险。
同步时序匹配
CSAT3 与 LI-7500 统一设置 10Hz 采样带宽，通过仪器延时参数修正湍流协方差相位偏差，消除风速、气体浓度采集时间差带来的通量计算误差，匹配荒漠弱湍流环境数据精度需求。
远程野外运维
现场配置本地移动通讯模块，无需现场值守即可远程查看实时 CO₂、水汽、三维风速时序，支持在线修改采集程序、重新校准零点，大幅降低荒漠站点定期巡检成本。
环境防护配置
LI-7500 内部化学吸附耗材预留年度更换方案，CSAT3 超声探头配套防水导流棉，适配新疆春季浮尘、短时降雨天气，保障全年连续通量观测。
①荒漠生态系统碳源汇量化，解析干旱区植被、裸土昼夜 CO₂交换规律；
②荒漠蒸散通量连续监测，为西北绿洲水资源调控提供微气象实测依据；
③大温差、风沙环境下涡度观测设备野外适配方案，符合干旱区通量观测标准化施工流程。
依托 CSAT3 与 LI-7500 高精度同步观测，站点长期时序数据将纳入南京信息工程大学陆地碳水循环数据库，为我国西北干旱区气候变化、双碳目标相关研究提供一手野外实测资料。
