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大氣所成功應用微型化監測儀進行二氧化碳探空觀測
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2020-04-15 | 【 【關閉】

  二氧化碳(CO2)是大氣中最重要的溫室氣體,其濃度垂直分布對于准確理解和闡釋全球變暖,反演碳源、碳彙,校准和驗證大氣傳輸模型以及遙感測量結果有著重要意義。

  傳統高精度CO2測量儀器,由于配套系統體積龐大,質量重,且價格昂貴,難以應用于垂直觀測,因此邊界層內的CO2垂向廓線的原位測量很少見。

  中科院大气所碳循环与气候变化研究团队成员和马兰里大学曾宁教授一起经过多年的共同努力,成功研发出了一种基于非分散红外技术(NDIR)的低成本微型化CO2监测仪。该仪器体积小、质量轻,方便搭载到探空设备进行CO2气体的垂直观测(见图)。2019年1月8日—14日,研究人员将该仪器搭载到大气分中心系留汽艇垂直探测系统上,成功对河北省石家庄市西南地区边界层(0-1000 m)的CO2垂直分布进行了原位观测。王跃思研究员课题组王迎红博士同步采集了不同高度的气体样品,在实验室用气相色谱仪进行了精准测量。

  通过数据对比分析,微型化仪器与传统气相色谱分析仪得到的CO2垂直廓线非常一致。文章通讯作者大气所LASG国家重点实验室韩鹏飞博士说:“经过一周的连续观测,我们发现CO2浓度基本呈现随高度增加而降低的趋势,且边界层中CO2浓度的垂向分布主要受边界层稳定性和排放源的影响,大气模式模拟试验进一步证实了这些结果。”近日,这些研究成果发表在Atmospheric and Oceanic Science Letters上。

    微型化仪器为CO2垂直观测提供了简单高效的方法,其应用前景广阔,具有很高的推广价值。同时,基于国家重点研发计划项目(2017YFB0504000)的支持,利用该仪器低成本、高精度的优点,在京津冀地区组建高密度观测网,在公里级尺度上观测城市CO2的时空变化,将为我国碳减排和低碳发展的政策制定提供科学数据。

圖:CO2排放和大氣傳輸示意圖,應用低成本儀器搭載到系留汽艇可成功觀測其垂直廓線

  Citation:

  Zhongxiu BAO, Pengfei HAN, Ning ZENG, Di LIU, Qixiang CAI, Yinghong WANG, Guiqian TANG, Ke ZHENG & Bo YAO (2020): Observation and modeling of vertical carbon dioxide distribution in a heavily polluted suburban environment, Atmospheric and Oceanic Science Letters, 13(4), DOI: 10.1080/16742834.2020.1746627.

  Link:

  https://doi.org/10.1080/16742834.2020.1746627

 
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