Eddy-correlation measurements of fluxes of heat and momentum over grassland in The Netherlands

Summary

This paper is a first report on a programme aimed at recording continuously heat and vapour fluxes close to the earth's surface.

Measurements of the terms in the energy balance of grassland, with the exception of the evaporative flux, were performed. The experimental site is described; it is considered to be representative for large grassland areas in Western Europe.

The paper concentrates on turbulent transport measurements. Fluxes of heat and momentum are measured by the eddy-correlation method at a height of 1 m. Wind velocity components were determined with three hot-wire anemometers, the temperature with a rapid resistance thermometer. The experimental and data processing systems are described.

Co-spectra for momentum and heat fluxes were obtained and compared with those found by other investigators. In some cases marked differences were observed.

The evaporation rate was derived from the energy balance equation and compared with a calculated potential evaporation rate. The two correspond fairly well, except under dry soil conditions, when actual evaporation rates were lower than potential ones. The Bowen ratio showed wide variations from hour to hour and day to day.

Zusammenfassung

Diese Veröffentlichung ist ein erster Bericht über Dauermessungen des Wärme- und

Wasserdampfstromes zur Erdoberfläche, in dem vor allem die turbuleneten Transporte betrachtet werden. Es wurden Messungen aller Terme der Energiebilanzgleichung mit Ausnahme der Verdunstung auf einer Wiese durchgeführt.

Die Wärme- und Impulsströme wurden in 1 m Höhe mit Hilfe des Turbulenzkorrelationsverfahrens gemessen. Die turbulenten Schwankungen des Windes wurden für drei Komponenten eines Cartesischen Koordinatensystems aus Messungen mit drei Hitzdrahtanemometern bestimmt. Die Temperaturschwankungen wurden mit einem empfindlichen

Widerstandsthermometer registriert und zusammen mit den Angaben der Hitzdrahtanemometer auf einem Magnetband aufgenommen.

Aus diesen Messungen wurden Co-spectra für die Wärme- und Impulsströme abgeleitet und diese mit Angaben verschiedener Autoren verglichen. Im allgemeinen war die Übereinstimmung befriedigend, aber in einzelnen Fällen zeigten sich erhebliche Unterschiede.

Aus der Energiebilanzgleichung abgeleitete Verdunstungswerte wurden mit berechneten Werten der potentiellen Verdunstung verglichen. Bei trockenem Boden sind die gemessenen Werte erheblich geringer als die berechneten, eine Hinweisung darauf, daß die Hautporen sich infolge Wassermangel schließen. In den Schwankungen der Werte des Bowen Quotienten sind die Zeitausschnitte mit geschlossenen Hautporen deutlich zu erkennen.