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http://hdl.handle.net/2067/2583
Title: | Impatto dello schema di post processamento dei dati eddy covariance nella stima del bilancio del carbonio degli ecosistemi terrestri | Other Titles: | Impact of eddy covariance data post processing scheme on the estimation of the carbon balance for terrestrial ecosystems | Authors: | Trotta, Carlo | Keywords: | Incertezza;Post processing;Eddy covariance;Uncertainty;BIO/07 | Issue Date: | 13-Apr-2012 | Publisher: | Università degli studi della Tuscia - Viterbo | Series/Report no.: | Tesi di dottorato di ricerca 23. ciclo | Abstract: | Da qualche decennio gli studi sulle cause e gli e etti dei cambiamenti climatici sono diventati oggetto di discussione non solo in ambito ambienta- le ma anche in molte altre discipline (economia, sociologia, medicina, etc.). L'aumento dell'anidride carbonica (CO2) in atmosfera e considerato uno dei principali fattori che in uenza il cambiamento del clima, e di conseguenza gran parte degli sforzi della comunit a scienti ca si sono rivolti allo studio dei meccanismi che regolano ed in uenzano il ciclo del carbonio. Gli ecosi- stemi terrestri sono una delle principali componenti del ciclo del carbonio; essi infatti attraverso i processi di fotosintesi e respirazione sono in gra- do di assorbire o emettere CO2 in atmosfera contribuendo direttamente al bilancio del carbonio Carbon Balance (CB). Una delle principali tecniche utilizzate per la misura dello scambio di CO2 tra gli ecosistemi terrestri e l'atmosfera e la tecnica della correlazione turbolenta (Eddy Covariance, EC). Attraverso le misure EC, oltre a misurare gli scambi di CO2, e sta- to possibile sia quanti care e comprendere il ruolo degli ecosistemi terrestri nel ciclo del carbonio ma anche sviluppare, validare ed applicare un'ampia gamma di modelli. Le misure EC prima di essere utilizzate necessitano di una serie di correzioni. Una prima fase di correzioni riguarda i dati misurati direttamente in campo (raw data) mentre una seconda fase, detta di post processamento, ltra i raw data aggregati ad una scala temporale semio- raria. Per il post processamento sono state proposte diverse metodologie di ltraggio. Non essendo possibile decidere a priori quale delle combinazioni di ltraggio sia pi u corretta, le di erenze dei risultati devono essere considerate ed interpretate come incertezza. L'obiettivo principale della presente tesi di dottorato e quello applicare diversi schemi di post processamento, quanti- carne l'incertezza ed attribuire, ad ogni fase del post processamento, un peso rispetto all'incertezza globale. Dopo la quanti cazione dell'incertezza l'attenzione e stata rivolta sia a quanti care l'impatto che i diversi schemi di post processing hanno sul bilancio del carbonio annuale ma anche a de nire l'incertezza intrinseca dei fattori del post processing che causano la maggior divergenza. Per avere un esempio dell'impatto che l'incertezza del post pro- cessamento dei dati EC ha in fase applicativa i risultati dei diversi schemi sono stati utilizzati per parametrizzare delle curve di luce. La scelta di un diverso schema di post processamento causa delle divergenze dei risultati nali ed ha un notevole impatto sulla parametrizzazione delle curve di luce. Il principale fattore di incertezza e la soglia di u* utilizzata per eliminare i dati misurati in periodi di bassa turbolenza. Per i siti anno analizzati i valori medi annuali di NEE (scambio netto di CO2 tra ecosistema ed atmosfera), respirazione e GPP (produzione primaria lorda) sono compresi, rispettiva- mente, tra -60 e -900, +800 e +1800 e +1000 e +2000 gC m2. Le di erenze tra i valori annuali e le medie per i ussi di NEE sono pari a 50 gC m2 mentre per Reco e GPP sono intorno a 150 gC m2. Questi risultati di- mostrano che la scelta di un diverso schema di post processamento dei dati EC ha un notevole impatto sull'incertezza globale e sul bilancio del carbonio. For several decades studies on the causes and e ects of climate change have become the subject of discussion not only in environmental sciences but also in many other disciplines (economics, sociology, medicine, etc..). Among the causes of climate change, the increase of carbon dioxide (CO2) into the atmosphere, is considered one of the main factors that a ect this phenomenon, then, most of the scienti c community's e orts are directed to an improved understanding of the mechanisms that regulate and in uence the carbon cycle. Terrestrial ecosystems are a major component of the car- bon cycle en e ect, through the processes of photosynthesis and respiration, are able to sink or source CO2 into the atmosphere and directly in uen- cing the Carbon Balance (CB). One of the main techniques used to measure CO2 exchange between terrestrial ecosystems and the atmosphere is (Ed- dy Covariance, EC). With the EC measurements, in addition to measuring the exchange of CO2, it was possible to quantify and understand the role of terrestrial ecosystems in the carbon cycle but also to develop, validate and apply a wide range of models. The EC measurements, before their use, require some corrections. A rst phase of corrections cover data measured directly in the eld (raw data) and a second phase, named post-processing, ltering the raw data aggregated to a half hour time scale. For the post- processing have proposed various methods of ltering. Since you can not decide a priori which of the combinations of ltering is more correct, the dif- ferences in results must be considered and interpreted as uncertainty. The main objective of this thesis is to apply di erent patterns of post processing, to quantify the uncertainty and attribute, at each step of post processing, a weight than overall uncertainty. After the quanti cation of uncertainty the attention was paid both to quantify the impact that di erent patterns of post processing have on the annual carbon balance but also to de ne the intrinsic uncertainty of the post processing factors that cause the most di- sagreement. For an example of the impact that the uncertainty of the post processing of the EC data has during the application phase the results of di erent schemes have used to parameterize the light-response curve. The choice of a di erent pattern of post-processing due to the di erences of the nal results and have a considerable impact on the parameterization of the light-response curve. The main factor of uncertainty is the threshold of u* used to delete the data measured in periods of low turbulence. For the sites analyzed years the average annual NEE (net exchange of CO2 between eco- systems and atmosphere), respiration and GPP (gross primary production) include, respectively, between -60 and -900, +800 and +1800 to +1000 and +2000 gC m2. The di erences between the values and annual average ows for NEE are 50 gC m2 while for Reco and GPP are around 150 gC m 2. These results demonstrate that the choice of a di erent pattern of post-processing EC data has a signi cant impact on the uncertainty on the global carbon balance. |
Description: | Dottorato di ricerca in Ecologia forestale |
URI: | http://hdl.handle.net/2067/2583 |
Appears in Collections: | Archivio delle tesi di dottorato di ricerca |
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