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碳排放溫室氣體監(jiān)測儀器:守護地球氣候的 “偵察兵”

更新時間:2025-04-07      點擊次數(shù):185

在全球氣候變化的大背景下,碳排放及溫室氣體的監(jiān)測愈發(fā)重要。碳排放溫室氣體監(jiān)測儀器就如同地球氣候的 “偵察兵",精準探測著大氣中的關(guān)鍵信息。

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這類監(jiān)測儀器的種類多樣。高光譜溫室氣體監(jiān)測儀是其中一員,它主要用于遙感監(jiān)測全球范圍內(nèi)的溫室氣體濃度,像二氧化碳、甲烷、一氧化碳等都在其監(jiān)測范圍內(nèi)。其工作原理是利用氣體分子對地球反射太陽光譜的吸收特性,通過測量吸收譜線變化來推算大氣中溫室氣體成分的濃度變化,采用的時間調(diào)制型干涉分光技術(shù),具備超高光譜分辨率寬廣光譜覆蓋范圍以及較高信噪比 。它搭載于 FY - 3D 衛(wèi)星上,擁有四個通道,空間分辨率為 10 公里,光譜分辨率可達 0.03 納米,觀測方式包含天底觀測和耀斑觀測。

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還有便攜式碳排放(碳通量)監(jiān)測系統(tǒng),主要監(jiān)測土壤表面與大氣界面氣體通量。它運用可調(diào)諧激光光譜分析技術(shù)(TDLAS)、動態(tài)密閉氣室法,由主控模塊、氣體分析模塊和前端土壤呼吸室組成。TDLAS 技術(shù)利用可調(diào)諧半導體激光器窄線寬和波長可調(diào)諧特征對特征氣體近紅外 “指紋" 特征吸收譜線進行探測,具有高靈敏、高分辨率、快速響應,非接觸監(jiān)測等優(yōu)點。該系統(tǒng)能監(jiān)測 CO?、CH?、H?O 等參數(shù),CO?測量范圍 0~2000ppm(可定制),CH?測量范圍 0~100 ppm(可定制) 。

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氣相色譜儀也常用于分析氣體成分、測量土壤和大氣中溫室氣體濃度,如 CO?、CH?、N?O 等。操作時,先準備工作,包括儀器校準(使用標準氣體和空白氣體)、選擇合適色譜柱(毛細管柱適用于高分辨率分析,填充柱適用于較高濃度氣體)、選定載氣(氦氣分辨率好但成本高,氮氣經(jīng)濟適合常規(guī)分析)。接著進行樣品準備,采集氣體樣品并處理水分。在分析過程中,將樣品注入色譜柱,載氣分離不同組分,通過火焰離子化檢測器(FID)或熱導檢測器(TCD)檢測,依據(jù)峰的保留時間和峰面積(或高度)定量分析氣體濃度 。

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這些監(jiān)測儀器應用廣泛。在科研領域,為全球碳源碳匯的分析和監(jiān)測提供數(shù)據(jù),助力氣候變化研究;在環(huán)保工作中,幫助相關(guān)部門掌握溫室氣體排放情況,制定有效的減排策略;在工業(yè)生產(chǎn)里,可用于監(jiān)測工廠廢氣排放,促使企業(yè)改進生產(chǎn)工藝,減少溫室氣體排放 。隨著技術(shù)發(fā)展,監(jiān)測儀器正朝著高精度、高穩(wěn)定性、智能化方向邁進,將在應對氣候變化中發(fā)揮更關(guān)鍵的作用。



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