小气候是指在大气候背景下，由于下垫面的不均一性以及人类和生物活动所产生的近地层和土壤上层中的小范围气候特征。在各类型生态系统中，进行小气候观测，以获得生态站所在地区的代表性生态系统的小气候特征及研究其变化，是生态环境研究工作的重要组成部分。根据小气候观测系统用途不同进行分类。
气象观测系统中，我们主要使用Campbell Scientific,Inc的数据采集器，配置Campbell、Vaisala、Met one、Kipp&zonen等进口公司的传感器。
农业气象观测系统主要用于观测农作物生长的环境，通过对环境要素，温度、湿度、辐射、有效光合辐射、风速风向、土壤水分、降水等数据的收集，分析得到小环境内农作物与环境之间的物质与能量交换，亦可通过多套农业气象站之间的对比，获得农作物适宜的生长环境。同时我们也能根据客户观测要求，为客户定制其他所需的观测要素。农田气象观测系统对农业科研、生产有着非常重要的意义。
系统一般测量要素：
空气温度、空气湿度、风速、风向、大气压、雨量、硅基辐射
可选配测量要素：
涡度相关、土壤温度、土壤湿度、四分量辐射等
特点
u 自动采集
u 测量精度高
u 配置灵活
u 长期监测
u 大存储容量
u 无需维护
梯度观测系统主要用于观测小气候垂直梯度变化，由于小气候具有自身固有的特点，其强烈的日变化和脉动性质，在垂直梯度上的变化一般大于水平尺度。而且垂直梯度变化具有明显的日变化特征，在生态环境研究中有十分重要的意义。
同时梯度观测系统也是涡动协方差系统的重要补充，能够为涡动协方差系统提供重要的气象环境背景资料，如梯度气象监测系统测量得到的风、温湿梯度观测、辐射收支观测及土壤观测等。
我们在设置观测梯度时，一般分为如下几个观测梯度，地上部分、地面部分、地下部分。普通的背景梯度观测系统或是垂直风温湿观测系统，根据需要设置地面部分即可，地面至塔顶根据塔的高度设置3-7层或是更多，每层配置空气温湿度、风速风向传感器即可。
但是如果需要建设能量平衡的综合观测系统时，则需要配置更多的传感器，例如一套森林梯度观测系统，在地上部分中又可以分为三个层次，依次为林冠上缘、林冠中层、林冠下缘，每个层次可以设置1-2个观测层。在地下观测层中，可根据需要设置多梯度土壤观测。
能量平衡综合观测系统观测要素：
空气温湿度、风速风向、开路涡度相关测量仪、四分量辐射、土壤热通量、土壤温度、土壤水分、光合有效辐射、雨量、大气压力、红外表温
可根据客户需要进行减少或增加配置
特点
u 应用广泛
u 支持多站组网
u 长期监测、无需维护
u
数据远距离传输，避免上塔取数据
通量观测，适用于森林、草地、农田、沙漠及城市等各种下垫面环境，广泛应用于中科、林科、农科、气象局及各科研领域，对区域碳、水循环过程的研究，作为生态系统与大气之间的CO2、H2O和能量交换信息的有效手段，为分析地圈-生物圈-大气圈的相互作用，评价陆地生态系统在碳循环中的作用提供重要的数据基础，为大尺度、长期和连续的科学研究提供支撑。
美国Campbell Scientific Inc.（CSI）的通量观测系统已国内各领域得到广泛应用，科学、林科及农科等不同领域的生态站已实现网络化观测。
近地层通量观测系统是空气动力学梯度法、涡度相关法和能量平衡法的高度结合，相互印证，确保了长期观测数据的有效性，是边界层研究的重要手段。通常由两个部分组成，一个是涡动协方差系统，另一个是背景梯度系统。这两个部分彼此结合，却又相互独立，它们采用两个数采单独来运行，保证了系统的稳定性和数据的有效性。
涡动协方差系统---通量观测的标准方法
涡动协方差系统，亦称涡度相关系统，是一种微气象学的测量方法，采用涡度相关原理，利用快速响应的传感器来测量大气下垫面的物质交换和能量交换，它是一种直接测定通量的标准方法，已成为近年来测定生态系统碳、水交换通量的关键技术，得到了越来越广泛的应用，并逐渐成为国际通量观测网络的主要技术。
涡动协方差系统可以测量显热通量、潜热通量、动量通量、摩擦风速，以及其它物质通量（如CO2等），主要应用在边界层理论研究、大气扩散、能量收支研究、水分及其它物质收支研究等众多领域。
工作原理：
系统实际运行中，超声风速仪高频响应三维风速（Ux、Uy、Uz）和虚温（Ts），CO2/H2O分析仪高频响应CO2和H2O，数据采集器实时采集这些变量数据，并对其做同步处理，之后在线计算得到感热通量、潜热（水汽）通量、CO2通量、动量通量及摩擦风速，以及这些数据所需的协方差/均值等，并将计算结果保存在数据采集单元，以此同时各种高频变量的原始数据也会保存在数据采集单元中，用户可以对这些原始数据进行后期处理（分析和插补），从而获得理想通量数据。
注：从湍流原始数据到通量产品生成的整个过程，质量控制／质量保证必不可少，如对原始数据的异常值剔除，水汽／ＣＯ２数值采集相对于垂直风速的时间滞后订正以及观测结果的代表性（Footprint）的检验等。
涡度相关法特点：
◆ 理想的微气象测量方法，原理上不基于任何假设，无需经验参数，计算方法有完善的理论论证；
◆ 连续观测CO2、H2O通量和环境要素，评价不同时间尺度的碳水通量特征及其环境响应；
◆ 相对较大的空间代表性（几百米至几公里），填补了航空观测与地面定点调查之间的空间尺度，是地球观测系统的主要内容。
与涡度协方差系统相配套的系统主要包括能量平衡系统、背景（梯度）气象站、廓线系统等。
案例图：
温室大棚小气候的观测目的在于了解温室大棚措施的气象效应，鉴定温室大棚的小气候性能。也适用于进行作物温室环境平行观测，以确定作物的农业气象指标或对温室大棚调控措施的小气候效应进行鉴定，也可以用于生产管理中的温室小气候监测。
案例图
系统一般测量要素：
空气温度、空气湿度、光合有效辐射、净辐射、土壤水分传感器、土壤温度传感器
可根据客户需要进行减少或增加配置
特点
u 配置简单
u 部署快速
u 研究碳、能量和水分平衡
山地气候是为复杂的气候类型，我国观测点较少，气象资料缺乏，有句谚语‘一山有四季，十里不同天’，不同区域的差异性较大，表现为不同的气候特征。所以山地气候观测在研究山地气候特征，以及山地对大气运动的影响等方面，具有非常高的科研价值。
针对山地气候的特殊性，我们选择在山地的高寒、高温、多变等恶劣条件下，仍能有的表现的传感器和数据采集器，同时能针对不同要求进行加工，保证其系统稳定性，为采集高质量的数据提供保障。在山地观测中，由于自身的特殊性，测量要素差异性较大，我们根据客户的需要进行选择配置传感器。
特点
u 恶劣环境运行
u 电台、GPRS、3G、4G数据传输
u 手机数据接收App
u 多种供电方式可选
案例图：
移动气象站由于其移动的特殊性，根据其载具不同，分为车载气象观测站和船载气象观测站。
车载气象观测站在普通气象站观测的空气温度、湿度、风速、风向、降水、大气气压六要素基础上，添加了高精度GPS和电子罗盘，根据公式计算得到真风速、真风向。不受车速、朝向等的影响。同时也能输出所观测数据与之对应的GPS坐标。该观测系统主要用于提供现场应急气象服务，例如森林火灾现场，需要使用到不断变化的风速、风向数据来做出科学的现场指挥，从而有效的阻止火势的蔓延。又例如可以在车载气象站上，加载PM2.5监测仪接入到系统中，来监测附近区域的PM2.5浓度值变化，根据车载气象站的数据可以判断出PM2.5输送方向等。在重大事件气象活动中，车载气象观测站也能提供地面气象数据的基础资料。
在科研方面，车载气象站相比固定气象站具有灵活性高、区域移动观测特点，在短期观测中，具有可拆卸、重组、随时更换观测要素等优势，仪器配置可以根据普通气象站进行配置。
系统测量要素：
空气温度、空气湿度、风速、风向、降水、大气压力、GPS、电子罗盘
功能性配置：
PM2.5监测仪、能见度仪、天气现象仪
可根据客户需要进行减少或增加配置
特点：
u 数据可接入后台系统
u 响应速度快、数据
u 可提供阈值报警功能
u 功能性强大
案例图
船载气象观测站主要安装于船舶上，用于观测实时风速、风向，空气温、湿度，大气压、海面温度、降水等气象要素。该系统搭载高精度GPS与电子罗盘，自动修正获得真风速、真风向数据，不受船航行的影响，同时该系统所使用的传感器和数据采集器都有很高的抗腐蚀性，能较长时间的可靠运行，为采集到的数据提供保障。适用于科学研究实验站（研究用船），射击控制中心（军事舰艇）或定位系统中（勘测船）。
特点
u 耐腐蚀性强
u 防护等级可达IP65
u 数据可接入后台
u 无需额外维护
u 与船载通讯设备兼容性好
案例图
道路气象站以能见度、天气现象及路面状况监测为核心，并同时测量相关的基本气象参数，为交通管理部门实时提供气象和道路状态数据来保证行车安全；同时也为交通气象预报提供及时、客观的观测资料；从而提高预报准确率。
该道路气象站可以根据需要，设置数据阈值报警，当观测某一气象要素过报警值时，可以设置邮件发送提醒，同时该站使用3G/4G网络进行数据传输，具有非常高的及时性。
特点
u 无人值守
u 支持3G/4G数据传输
u 可接入后台系统
u 可设置阈值报警
