本技术涉及大气科学和环境科学，尤其涉及一种用于开展城市冠层温室气体垂直通量观测和估算的工具：区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统。
背景技术：
1、大气中co2、ch4和n2o等温室气体的增加有可能引起全球气温增高、降水分布变异、乃至植被分布和生产力改变、极端气候增加等一系列环境问题。如何精准监测并评估区域大气温室气体的排放已经成为各国政府和科学家面临的主要挑战之一。传统的ipcc自下而上估算方法有自身缺陷：由于不同城市各自特性(如城市大小、人口、能源消费结构、土地利用类型、气候类型、能源使用效率等)造成估算的不确定性；十分依赖于能源统计数据本身的准确性和全面型，大多数城市仍不具备使用这种方法的条件；此外，统计口径不统一也可能产生巨大误差。
2、由此可见，提供一种相对稳定的、可以摆脱单一传统能源数据不确定性及统计方法缺陷的，可以较好表征下垫面与大气之间通量状况的温室气体观测和通量估算系统是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本实用新型提供一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其具有系统运行稳定、时间分辨率高、数据代表性强、操作便捷、可移植性强的特点，是开展城市冠层温室气体垂直通量观测和估算的理想工具。
2、为解决上述问题，本实用新型综合目前观测仪器，构建了区域尺度大气温室气体垂直通量观测和估算系统；包括温室气体探测系统、边界层参数探测系统，以及数据采集与通量估算系统。区域尺度大气温室气体垂直通量观测和估算系统示意图如下：
3、为了达到上述技术效果，本实用新型采用的技术方案是：
4、一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，包括包括温室气体探测系统、边界层参数探测系统、和数据采集与通量估算系统；所述温室气体探测系统设有多个，多个温室气体探测系统布置在区域尺度内的不同点位的测量点上，且每一测量点对应布设一个温室气体探测系统；所述边界层参数探测系统设有风廓线雷达探测模块、微波辐射计探测模块、地面气象观测站测风模块；所述数据采集与通量估算系统设有依次连接的数据采集模块、数据预处理模块和通量估算模块；每一所述温室气体探测系统及边界层参数探测系统的各模块分别连接数据采集与通量估算系统的数据采集模块。
5、进一步地，所述温室气体探测系统设有样气采集与处理单元、标气单元、样气选择单元和测量单元；所述样气采集与处理单元设有用于样气采集的采样塔和用于样气处理的处理单元，所述处理单元为依次通过连接管连接的前过滤器、流量计、采样泵、除湿装置和后过滤器，所述采样塔通过采样管连接前过滤器，所述后过滤器连接样气选择单元；所述标气单元通过输气管线连接样气选择单元；所述样气选择单元用于控制输入的气体的类型再输送到测量单元。
6、进一步地，所述除湿装置包括用于初级除湿的冷凝除水装置和用于深度除湿的低温冷阱装置，所述冷凝除水装置进样端连接采样泵，其出样端连接低温冷阱装置的进样端，低温冷阱装置的出样端连接后过滤器。
7、进一步地，每一所述样气采集与处理单元设有一个采样塔和两套处理单元，两套所述处理单元分别对在采样塔30米和60米层高处所采集的样气进行处理后输入到样气选择单元。
8、进一步地，所述标气单元设有用于存储三种不同浓度标气的标气罐，分别为低浓度标气罐、高浓度标气罐和目标气标气罐，三种标气罐分别通过输气管线连接样气选择单元。
9、进一步地，所述标气选择单元设有样气选择阀、质量流量控制器、浮子流量计；所述样气选择阀为多口阀，设有多个进气端口和一出气端口，多个进气端口一对一连接数据采集与处理单元及标气单元的气体输出端，样气选择阀的出气端口连接质量流量控制器的气体输入端，质量流量控制器的气体输出端连接浮子流量计的气体输入端，浮子流量计的气体输出端连接测量单元。
10、进一步地，所述测量单元设有真空泵和与真空泵连接的分析仪主机，所述分析仪主机进气端连接样气选择单元，所述测量单元通过分析仪主机连接数据采集模块。
11、进一步地，所述风廓线雷达探测模块设有依次连接的发射机、第一接收机、第一信号处理与显示记录单元；风廓线雷达探测模块用于多层高空风场探测，所述微波辐射计探测模块设有依次连接的天线、第二接收机、第二信号处理与显示记录单元。
12、进一步地，所述数据采集模块为数据采集和存储仪，所述数据预处理模块设有分别与数据采集模块连接的温室气体梯度监测数据质量控制子模块、风廓线雷达数据质量控制子模块、微波辐射计数据质量控制子模块和地面气象站数据质量控制子模块。
13、进一步地，所述通量估算模块设有边界层高度确定子模块、主导风向风速确定子模块、温室气体水平浓度梯度计算子模块和温室气体垂直通量估算子模块，所述温室气体垂直通量估算子模块分别连接边界层高度确定子模块、主导风向风速确定子模块、温室气体水平浓度梯度计算子模块。
14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过综合目前观测仪器构建区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，运行稳定性好、时间分辨率高、数据代表性强、操作便捷、可移植性强，是开展城市冠层温室气体垂直通量观测和估算的理想工具。
15、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
1.一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其特征在于，包括温室气体探测系统、边界层参数探测系统，以及数据采集与通量估算系统；所述温室气体探测系统设有多个，多个温室气体探测系统布置在区域尺度内的不同点位的测量点上，且每一测量点对应布设一个温室气体探测系统；所述边界层参数探测系统设有风廓线雷达探测模块、微波辐射计探测模块、地面气象观测站测风模块；所述数据采集与通量估算系统设有依次连接的数据采集模块、数据预处理模块和通量估算模块；每一所述温室气体探测系统及边界层参数探测系统的各模块分别连接数据采集与通量估算系统的数据采集模块。
2.根据权利要求1所述的一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其特征在于，所述温室气体探测系统设有样气采集与处理单元、标气单元、样气选择单元和测量单元；所述样气采集与处理单元设有用于样气采集的采样塔和用于样气处理的处理单元，所述处理单元为依次通过连接管连接的前过滤器、流量计、采样泵、除湿装置和后过滤器，所述采样塔通过采样管连接前过滤器，所述后过滤器连接样气选择单元；所述标气单元通过输气管线连接样气选择单元；所述样气选择单元用于控制输入的气体的类型再输送到测量单元。
3.根据权利要求2所述的一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其特征在于，所述除湿装置包括用于初级除湿的冷凝除水装置和用于深度除湿的低温冷阱装置，所述冷凝除水装置进样端连接采样泵，其出样端连接低温冷阱装置的进样端，低温冷阱装置的出样端连接后过滤器。
4.根据权利要求2所述的一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其特征在于，每一所述样气采集与处理单元设有一个采样塔和两套处理单元，两套所述处理单元分别对在采样塔30米和60米层高处所采集的样气进行处理后输入到样气选择单元。
5.根据权利要求2所述的一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其特征在于，所述标气单元设有用于存储三种不同浓度标气的标气罐，分别为低浓度标气罐、高浓度标气罐和目标气标气罐，三种标气罐分别通过输气管线连接样气选择单元。
6.根据权利要求2所述的一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其特征在于，所述标气选择单元设有样气选择阀、质量流量控制器、浮子流量计；所述样气选择阀设有多个进气端口和一出气端口，多个进气端口一对一连接数据采集与处理单元及标气单元的气体输出端，样气选择阀的出气端口连接质量流量控制器的气体输入端，质量流量控制器的气体输出端连接浮子流量计的气体输入端，浮子流量计的气体输出端连接测量单元。
7.根据权利要求6所述的一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其特征在于，所述测量单元设有真空泵和与真空泵连接的分析仪主机，所述分析仪主机进气端连接样气选择单元，所述测量单元通过分析仪主机连接数据采集模块。
8.根据权利要求1所述的一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其特征在于，所述风廓线雷达探测模块设有依次连接的发射机、第一接收机、第一信号处理与显示记录单元；所述微波辐射计探测模块设有依次连接的天线、第二接收机、第二信号处理与显示记录单元。
9.根据权利要求1所述的一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其特征在于，所述数据采集模块为数据采集和存储仪，所述数据预处理模块设有分别与数据采集模块连接的温室气体梯度监测数据质量控制子模块、风廓线雷达数据质量控制子模块、微波辐射计数据质量控制子模块和地面气象观测站数据质量控制子模块。
10.根据权利要求9所述的一种区域尺度大气温室气体垂直通量的观测估算系统，其特征在于，所述通量估算模块设有边界层高度确定子模块、主导风向风速确定子模块、温室气体水平浓度梯度计算子模块和温室气体垂直通量估算子模块，所述温室气体垂直通量估算子模块分别连接边界层高度确定子模块、主导风向风速确定子模块、温室气体水平浓度梯度计算子模块。
