渦動觀測系統，采用渦動協方差原理，是一種微氣象學的測量方法，利用快速響應的傳感器來測量大氣—下墊面間的物質交換和能量交換。是一種直接測算通量的標準方法,是測定生態系統物質、能量交換通量的關鍵技術。由于測量方式和原理不同，渦動觀測系統分為開路渦動觀測系統和閉路渦動觀測系統。
渦動觀測系統可以測量能量通量（顯熱通量、潛熱通量、動量通量）和物質通量（CO2 / H2O / CH4 / N2O）以及一些空氣動力學參數等,主要應用于邊界層理論研究、大氣擴散、能量收支研究、水分等物質收支等眾多領域。
通量觀測適用于森林、草地、農田、沙漠、城市、水域等各種下墊面環境，被廣泛應用于中科院、林科院、氣象局、海洋局及各科研領域對區域碳、水循環過程的研究；做為測算生態系統與大氣間物質和能量交換信息的有效手段，為分析地圈-生物圈-大氣圈的相互作用提供重要的數據基礎，為大尺度、長期和連續的科學研究提供支撐。
一、 測量原理
渦動通量觀測系統主要有三維風速及氣體密度高頻測定單元、供電單元、數據采集單元組成。三維風速及氣體密度高頻測定單元用來測量三維風速（Ux、Uy、Uz）、虛溫（Ts）、氣體密度（CO2和H2O）。數據采集、存儲及傳輸單元是核心采集處理單元，采集氣體分析儀輸出的濃度數據（CO2和H2O）、三維超聲風速儀輸出的三維風數據（Ux，Uy，Uz），超聲虛溫數據（Ts）、聲速（c）以及系統中其它輔助觀測數據，并將原始10HZ數據存儲到CF卡中；同時對原始數據做在線通量全修正計算，直接輸出可用于科研目的的高質量通量數據，并將通量數據存儲到CF卡中。另外可將數據通過有線/無線的方式遠程發送至數據中心。
二、OPEC3000 開路渦動通量觀測系統
系統核心設備采用美國Campbell公司生產的IRGASON，此產品是集成了三維風速與氣體密度高頻分析儀（CO2/H2O）于一體的高精度傳感器，可同時測定CO2/H2O在空氣中的摩爾密度＼三維風速和超聲虛溫。
產品特點：
一體化設計：紅外分析儀于超聲風速共測同一空間，避免傳感器分離導致不到一個氣團的問題，提高同步性；
干擾性低：緊湊流體設計，減少了對風的擾動和器身及散熱效應；
功耗降低：非加熱設計，在降低能耗的同時，避免了對被測流體的熱力學影響；
細節優化：采用光學補償技術，消除因窗口輕度污染導致的數據偏差，窗口斜角設計，避免積水；
智能化軟件：可在線計算大氣邊界層的動量＼感熱＼CO2\H2O通量；
遠程訪問：多站點可實現GPS校時＼組網管理＼數據遠程監控傳輸＼參數實時調整；
應用領域：農業＼草地＼森林＼荒漠＼極地＼湖泊＼海洋
三、 Easy Flux_DL
EasyFlux_DL軟件是基于CSI數據采集器開發的一款嵌入式智能渦動相關在線處理軟件。以數據采集器為依托，軟件具有數據采集、分析、計算、存儲和傳輸等功能；通過3G等無線通訊，用戶可直接遠程獲得最終用于科研的通量數據；并可實現站點組網，遠程訪問下載數據、設置站點參數等功能。適用于渦動通量研究領域。
EasyFlux_DL智能軟件用于自動計算大氣邊界層的動量、感熱、CO2、H2O通量；數據采集器是系統的核心，實現系統控制，傳感器測量，數據存儲，數據處理并輸出的整個過程；下面的流程圖解釋了在數據采集器內部，數據采集，處理的整個流程；流程包含野點剔除、最大協方差找延時、坐標旋轉、 頻率訂正、超聲溫度訂正（SND）、 WPL訂正、源區計算、數據質量等級劃分。
支持的儀器及傳感器
要求
EC150 開路式CO2/H2O氣體分析儀，帶CSAT3A三維超聲風速儀
IRGASON 一體式開路式CO2/H2O 氣體分析儀和三維超聲風速儀
FW05、FW1 或FW3 微絲熱電偶
HC2A-S3 或HMP155A 空氣溫濕度
CNR4、NR01 或NR-LITE2 凈輻射儀
CS300 或LI200X 總輻射計
PQS1、LI190SB 光量子傳感器
SI-111 紅外溫度傳感器
TE525MM 翻斗式雨量筒
TCAV 土壤平均溫度探頭（數量可多達2 個）
CS616 或CS650 土壤含水量探頭（數量可多達2 個）
HFP01 或HFP01SC 土壤熱通量板（數量可多達4 個）
主要的修正及處理步驟
野點去除和過濾10 Hz 原始數據：綜合使用三維超聲風速儀和氣體分析儀的診斷值、信號強度和測量閾值;
坐標旋轉：可選兩次旋轉 (Tanner and Thurtell, 1969)，或平面擬合 (Wilczak, 2001)
變量同步：通過計算CO2 和H2O 通量的最大值來把CO2和H2O 測值與三維風速測值分別進行同步 (Horst andLenschow, 2009; Foken et al, 2012)，并加入額外約束來保證同步使其合理。
頻譜修正：使用普遍使用的頻譜修正方法，包括協譜訂正 (Moore, 1986; Dijk, 2002; Moncrieff et al, 1989)、傳輸函數用于時段平均訂正 (Kaimal et al, 1989)、測量路徑/ 體
積平均 (Moore 1986; Moncrieff et al, 1997; Foken et al, 2012;Dijk, 2002)、時間常數 (Montgomery, 1947; Shapland et al,2014; Geankoplis, 1993) 以及傳感器空間分離訂正 (Horst andLenschow, 2009; Foken et al, 2012)
SND 修正： 應用改進的SND 訂正方法 (Schotanus et al.,1983)，并遵循Van Dijk (2002) 所列出的完成方案概要，從超聲顯熱通量推導顯熱通量。另外，如果使用了我們所提供的FW05、FW1 或FW3，也可從之計算得到直接測得的完全修正的顯熱通量
空氣密度波動修正：應用WPL 方程 (Webb et al., 1980)數據質量分級：依據Foken et al (2012)，綜合穩態條件、下墊面湍流特征值和風向來計算數據質量分級
足跡評估： 使用Kljun et al. (2004) 或Kormann andMeixner (2001) 來計算足跡特征
能量閉合：如果使用了能量平衡傳感器，可以通過綜合能量平衡測量、修正的顯熱通量和潛熱通量來計算能量閉合度
EasyFlux_DL與Eddy Pro的CO2 通量對比曲線
EasyFlux-DL 計算得到的修正后的CO2 通量值與未修正的CO2 通量值相比較，站點在灌溉的苜蓿地，在苜蓿收割之后不久所觀測，數據持續一周。
