Eddy-Kovarianz-Systeme

Auf diesen Demonstrationsflächen sollen ganzjährig an jeweils zwei Standorten kontinuierliche Messungen der Energie-, Wasser- und Spurengasflüsse (Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Wasserdampf (H2O)) in der bodennahen Grenzschicht sowie meteorologische, hydrologische und bodenphysikalische Begleitparameter vorgenommen werden.

Leistungsbeschreibung: Um die Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu anderen bereits bestehendem Eddy-Kovarianz-Systemen in Brandenburg und anderen Bundesländern zu gewährleisten sowie zur Minimierung des Energieverbrauchs, muss der Methananalysator auf der Open-Path-Sensortechnik basieren. Der Kohlenstoffdioxid- und Wasserdampfanalysator muss auf der Enclosed-Path-Sensortechnik basieren, um Lufttemperatur- und Feuchteschwankungen in der Messzelle zu minimieren mit gleichzeitigem geringen Energieverbrauch. Darüber hinaus soll der Kohlenstoffdioxid- und Wasserdampfanalysator über ein beheiztes Ansaugrohr verfügen, um hochqualitative Messungen bei sehr kalten oder feuchten Witterungsbedingungen zu erlauben. Neben dem üblichen Eddy-Kovarianz-Set aus Ultraschallanemometer und Gasanalysatoren, benötigen wir ein umfassendes Set an Biomet-Sensoren, Kabeln zur Datenkommunikation und interner Stromversorgung sowie Halterungsvorrichtungen zur dauerhaften Installation aller Komponenten im Feld. Im Folgenden werden die benötigten Einzelkomponenten aufgeführt. Diese müssen den wissenschaftlich etablierten Standards zur Instrumentierung von Eddy Kovarianz Systemen entsprechen. Maßgeblich dafür ist die Integrationsfähigkeit der Sensorspezifika und die für die Flussberechnung erforderlichen Korrekturen in die Standard-Prozessierungssoftware EddyPro. Die Komponenten des Eddy-Kovarianz-Systems müssen untereinander kompatibel und aufeinander abgestimmt sein. Sollten dazu zusätzliche, nicht in der Ausschreibung erwähnte Teile (z. B. Spannungswandler, Sicherungen, Software, Kabel, Gehäuse, Montagevorrichtung) notwendig sein, um die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems zu gewährleisten, sind diese im Angebot zu benennen und in den jeweiligen Einzelpositionen einzurechnen. Für die skizzierten Aufgaben werden 2 separat arbeitende Stationen mit jeweils folgenden Einzelkomponenten benötigt: 1. 1 Eddy-Kovarianz open-path Methananalysator (Li-Cor LI7700 oder äquivalent): Messfrequenz: ?10 Hz und einer Messgenauigkeit, die geeignet für Eddy-Kovarianz Messungen ist, Präzision: ?5ppb bei Umgebungsbedingungen, Stromverbrauch: ?15 W, mit Daten- und Stromkabel sowie Montagehalterung 2. 1 Eddy-Kovarianz enclosed-path Kohlenstoffdioxid- und Wasseranalysator (Li-Cor LI7200RS oder äquivalent): Messfrequenz: ?10 Hz, Präzision: CO2: ?0.2 ppm, H2O: ? 5 ppm bei Umgebungsbedingungen, Stromverbrauch: ? 12 W unter Standardbedingungen, beheiztes Ansaugrohr, mit Daten- und Stromkabel sowie Montagehalterung 3. 1 3D-Ultraschallanemometer (falls nicht baulich im Gasanalysator integriert): Messfrequenz: mind. 20 Hz, Präzision Windgeschwindigkeit: ?20 mm/s, Windrichtung: ?0.1°, mit Daten- und Stromkabel, Montagehalterung und Nivellierungsvorrichtung (horizontal für die Anwendung eines Open-Path-Systems) 4. 1 zeitsynchronisierter Datenlogger bzw. Speichermöglichkeiten mit SDI12- und LAN Schnittstelle, erweiterbar, mit Remotebedienung und Software zur Erfassung der hochfrequenten Gas- und Winddaten (meteorologischen und EC-Daten) sowie zur Erfassung der unten aufgeführten Biomet-Parameter, mit Gehäuse und Installationsvorrichtung sowie Stromkabel und 4G-Modem zur Datenübertragung und Fernwartung 5. Zur Prozessierung der 30-Minuten Flüsse sowie zur Berechnung der Mittelwerte der meteorologischen Messungen im Feld ist eine entsprechend geeignete Software anzubieten, die auf dem gelieferten Datenlogger läuft. Jede Station ist mit einem Biomet Set mit den folgenden Anforderungen auszustatten: a) 3 Luftfeuchte- und Lufttemperatursensor mit Strahlungsschutzgehäuse (Vaisala HMP155 oder äquivalent), jeweils mit Daten- und Stromkabel sowie Halterungsvorrichtung. Die Sensoren müssen ein individuelles Kalibrierzertifikat haben und nachkalibrierbar sein. Die Sensoren dienen der Profilmessung der bodennahen Luftschicht. b) 1 Niederschlagsensor mit 200 cm2 Auffangfläche und Wägesystem zur Messung des Niederschlags (Lamprecht rain[e]LP or equivalent) mit Daten- und Stromkabel sowie Halterungsvorrichtung. Messgenauigkeit ± 0,1 mm, Messhöhe 1 m. c) 1 4-Komponenten Nettostrahlungsensor (beheizbar und belüftbar, Kipp & Zonen CNR4 oder äquivalent) mit Daten- und Stromkabel sowie Nivellierungs- und Halterungsvorrichtung, Messhöhe 2 m. d) 1 Quantumsensor zur Messung der fotosynthetisch aktiven Strahlung (Li-Cor LI190 oder äquivalent), mit Daten- und Stromkabel, falls erforderlich weitere Nivellierungs- und Halterungsvorrichtung. e) e) 3 Bodenwärmestromsensoren, davon 1 Stück selbst-kalibrierbar (Huxeflux HFP01SC or equivalent) und 2 nicht selbst-kalibrierende Sensoren (Huxeflux HFP01 oder äquivalent), zum Einsatz unter teilweise überstauten Bedingungen. f) 3 Bodenfeuchte- und Temperatursensoren mit Strom- und Datenkabel für die Messung des volumetrischen Wassergehalts und der Bodentemperatur nahe der Bodenoberfläche zur Bestimmung der Wärmespeicherung oberhalb der Bodenwärmestromplatten. Der Einsatz wird in langen Perioden unter überstauten Bedingungen stattfinden. Die Sensoren sollen im Torfboden eingesetzt werden und müssen hierfür geeignet sein. g) 1 Dreibein (Mindesthöhe von 3 m) für die Installation der Sensoren für die Messung von Luftfeuchte- und Lufttemperaturprofilen, der Nettostrahlung, der fotosynthetisch aktiven Strahlung und des Niederschlags. h) Vorbereitung für Anschluss von 5 Bodenfeuchte- und Temperatursensoren mit SDI-12 Sensorausgang für die Messung des volumetrischen Wassergehalts und der Bodentemperatur in Tiefen von 5, 10, 20, 30 und 50 cm Tiefe. Die Befestigung der Sensoren und Datenlogger soll an einem Dreibein erfolgen.