近年來渦動相關理論得到了廣泛的應用，渦動系統作為一種有效的測定在水生沉積物和上層之間的通量氧(O2)溶解度的技術，O2渦流通量的協方差計算是O2和垂直的高分辨率波動之間在沉積物表面以上測量(通常在高度在10到20厘米之間)完成獲得的。近年來，EC（渦動系統）在水產方面的應用越來越多，渦動系統的具有在自然光和水動力條件下實現相關數據測量，沉積物不封閉或不受干擾，來源于沉積物通量可以反映底棲生物O2交換過程的發生等優點，現在已經有很多報道是基于渦動系統對包括淺河床中、湖泊、各種近岸海洋環境以及很深的海岸灣區域的氧氣動力學的相關研究。

本論文的研究人員采用渦動系統對位于俄勒岡州44.7°N和43.9°N之間的80米水深大陸架的區域的三個區域位置的底棲生物氧通量進行了研究，用于確定海洋底棲的生物耗氧量。采用分離渦流分量和旋轉坐標的方法研究其對渦動相關（ET）通量的影響。

Unisense水底渦動微電極研究系統的應用

應用unisense的水底渦動微電極研究系統結合（BOXER）著陸器對俄亥岡州海洋大陸架海洋底棲區域的生物耗氧量進行了相關研究，其中的氧通量數據來源于帶有一個自動著陸器的設備的渦動系統(EC)，這套設備帶有渦輪轉動系統（unisense），可用于測量測量水土界面氧氣交換通量、用于連續監測沉積物水動力邊界層、海草床、泥沙河床等地點的垂直氧氣通量的變化情況，進行連續跟蹤測試時，所使用的氧氣微電極的響應時間為都小于等于0.4s，該微電極響應時間較快。

實驗結果

本研究提供關于沉積物耗氧速率，使用了渦動（unisense渦動系統）設備和一個新的著陸器設備的(BOXER)結合，通過船將設備部署船用于海洋大陸架，用于海洋大陸架底部環境調查。2009年6月，當著陸器設備從俄勒岡州中部區域進入到水底80米深度處，表面波(峰值期為TP16秒)對垂直速度和氧氣變化的影響非常明顯，然而在2009年8月，表面波值要短得多，因此測量到的變化主要是渦流造成的。采用三種消除趨勢方法(線性、居中移動平均數、低通頻率濾波器)進行比較，當數據突發持續時間類似于重要的非湍流運動例如內部波，得出采用線性去趨勢方法是有效率的。但是如果今后的研究中收集的是較長的數據突發或連續記錄時，低頻濾波器設置為消除長期波動將具有在更精確地定義包含在EC（渦動）系統中的動態過程中的頻率方面的優勢。此外，壓力變化記錄結果有利于確定坐標旋轉角度，盡量減少垂直速度分量與波的水平分量的污染。測定的渦動（EC）O2通量范圍在3~10 mmol m-2 d-1，底棲室的O2通量的測量一式兩份，分布在兩個區域之間，測試的通量值為4~8 m-2 d-1。所有的氧通量值都太低，這意味著在過去十年中，俄勒岡大陸架底棲邊界層的低氧情況較為普遍，這也是由于局部成巖作用的加強導致的。然而局部損耗率可能對一系列的局部變量很敏感，例如水的深度、內部混合動力學，底部水域的O2，泥沙滲透率，波紋系數、沉積物的有機質含量。

圖1、BOXER著陸器及渦動系統在部署海洋底部測試期間的照片和(b)用O2微電極和放大器定位的測試探頭的放大圖。

圖2、使用渦動系統測試的俄亥俄岡大陸橋區域不同區域位置的剖面濃度分布情況。圖(a)表示的是其溫度剖面分布圖；圖(b)表示的是溶解O2剖面分布圖；圖(c)表示的是從三個研究地點百分比傳輸對比情況。

圖3、典型的高頻率（16HZ）的渦度數據圖其中圖1、2、3分別表示的是NH站、SH站、HH站區域的EC相關數據其中圖:(a,b)表示的是三維水速的速度，(c)溫度和壓力，(d)氧微電極測試的氧通量數據。

圖4、測試的俄勒岡州大陸架的NH和SH區域的底棲生物艙內溶解氧濃度隨時間的變化情況。C1：艙室1;C2,艙室2。氧氣測試設備通過安裝在艙蓋上。這些記錄開始于艙室關閉時，即部署設備后的3-5小時。艙室室通量是由線性擬合的氧氣消耗獲得的。（180分鐘后氧氣消耗的數據）

圖5、(a)6月份在NH區域位置的沉積物的原位測試的O2濃度剖面；(b)8月NH區域位置的沉積物的原位測試的O2濃度剖面。(c)8月份的SH區域位置的沉積物的原位測試SH區域O2濃度剖面圖。

結論與展望

本論文主要就對位于美國俄勒岡州44.7°N和43.9°N之間的80米水深大陸架下三個區域位置的底棲邊界層的氧通量進行了研究，主要對海洋底棲的生物耗氧量進行研究。其中氧通量是來源于丹麥unisense公司開發的渦動系統，該系統是基于渦動相關(EC)帶有一個自動著陸器的設備，可以將設備部署于海洋底部進行了長時間的測量。通過測試O2渦流通量確定了俄勒岡大陸架底棲邊界層的低氧情況，從而證明該地區區域出現這樣的原位是因為區域內的局部成巖作用的加強導致的。論文研究中的關于氧通量的測試是采用了丹麥Unisense開發的一款基于渦度相關法開發的一款測量水土界面氧氣交換通量溫度和電阻率交換通量的儀器----水底渦動相關系統。從論文研究中可以看出，該研究系統技術不會擾動沉積物、完全考慮了波浪對沉積物的影響，可以連續監測沉積物水動力邊界層、海洋大陸架底部區域等地點的垂直氧氣通量，能夠較為準確的反應界面氧通量，這也說明該技術能夠很好的應用于淺河床中、湖泊、各種近岸海洋環境、深的海岸灣等區域的氧氣動力學的原位測試研究。