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痕量溫室氣體高頻在線監(jiān)測(cè)儀采用可調(diào)諧紅外激光直接吸收光譜(TILDAS)技術(shù)，在中紅外波長(zhǎng)段探測(cè)分子顯著的指紋躍遷頻率。采用像散型多光程吸收池技術(shù)——其光路可達(dá)76m甚至更長(zhǎng)（210m），進(jìn)一步提高了靈敏度。

詳細(xì)介紹

    N2O、NH3、CH4、O3作為非二氧化碳（CO2）的溫室氣體，大氣中CH4和N2O濃度遠(yuǎn)小于CO2，但增溫潛勢(shì)分別是CO2的25倍和310倍，N2O參與大氣中光化學(xué)反應(yīng)，破壞臭氧層。637998236539373684155.jpg大氣中溫室氣體體積分?jǐn)?shù)的年變化量都非常小，CH4年變化量約為14×10-9，N2O年變化量約為0.8×10-9。因此，需要高靈敏度的氣體檢測(cè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣中溫室氣體的監(jiān)測(cè)。

    氨氣（NH3）作為大氣中的堿性氣體，極易和大氣中的SO2和NOX反應(yīng)形成二次無(wú)機(jī)氣溶膠，是很多城市大氣顆粒物，也就是霧霾的主要元兇之一.

    所以，同時(shí)監(jiān)測(cè)大氣中NH3、O3、CO2、CH4、N2O、H2O濃度和渦度通量是生態(tài)系統(tǒng)痕量氣體通量變化、大氣污染物運(yùn)移研究中的重要工具。

    Aerodyne痕量溫室氣體高頻在線監(jiān)測(cè)儀可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高頻（10Hz）在線測(cè)量NH3、O3、CO2、CH4、N2O、H2O等六種痕量氣體，無(wú)干擾與化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。指紋躍遷頻率光譜的穩(wěn)定性保證測(cè)量的精度與很高的分辨率（ppt），可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的閉路渦度痕量溫室氣體通量數(shù)據(jù)的精確測(cè)量。

    測(cè)量原理

    痕量溫室氣體高頻在線監(jiān)測(cè)儀采用可調(diào)諧紅外激光直接吸收光譜(TILDAS)技術(shù)，在中紅外波長(zhǎng)段探測(cè)分子顯著的指紋躍遷頻率。采用像散型多光程吸收池技術(shù)——其光路可達(dá)76m甚至更長(zhǎng)（210m），進(jìn)一步提高了靈敏度。

    直接吸收光譜法，可以實(shí)現(xiàn)痕量氣體濃度的快速測(cè)量（<1s），而且不需要復(fù)雜的校準(zhǔn)步驟。此外，采用TILDAS技術(shù)，可不受其他分子的干擾，能夠得到非常精準(zhǔn)的檢測(cè)，檢測(cè)限達(dá)ppt級(jí)別，測(cè)量頻率可達(dá)10Hz。

    六種痕量氣體同步測(cè)量

    激光器L1測(cè)量：NH3、O3、CO2，激光器L2測(cè)量：CH4、N2O、H2O

    激光器L1光譜圖

激光器L2光譜圖

一天時(shí)間跨度六種痕量氣體同步測(cè)量數(shù)據(jù)曲線圖

    二天時(shí)間跨度六種痕量氣體同步測(cè)量數(shù)據(jù)曲線圖

    10Hz高頻測(cè)量，

    該系統(tǒng)同步監(jiān)測(cè)六種痕量溫室氣體所采用的激光譜線圖，采用雙激光配置，10Hz高頻數(shù)據(jù)采集

左下角中間數(shù)據(jù)框第二行代表數(shù)據(jù)采集時(shí)間（0.1s）及采樣頻率10Hz

檢測(cè)限達(dá)ppt級(jí)

六種痕量氣體實(shí)時(shí)檢測(cè)濃度觀測(cè)窗口。

粘性氣體活性鈍化功能

    對(duì)于粘性氣體NH3的測(cè)量，AERODYNE具有針對(duì)性的前端進(jìn)氣處理裝置，其上采用兩種方法降低NH3的管路吸附以及由于去除過(guò)濾器造成的檢測(cè)腔容易進(jìn)入灰塵顆粒的問(wèn)題和提高NH3通量測(cè)量的采樣時(shí)間，高頻率通量測(cè)量的數(shù)據(jù)損失降低：

    一、防吸附物質(zhì)的添加，占據(jù)管路等的表面位置，使NH3不能粘附在表面上。

    二、活性鈍化系統(tǒng)，可以使粘性氣體NH3、HONO通量測(cè)量的時(shí)間更快，高頻率通量測(cè)量的損失量降到更低。

    如圖示在系統(tǒng)加入上述措施后粘性氣體HONO與非粘性氣體NO2同時(shí)測(cè)量狀態(tài)下，氣體濃度的采集時(shí)間是同步的。

    主機(jī)技術(shù)參數(shù)：

    測(cè)量精度:

    L1激光器（1046cm-1(1σ)）1s/100s：

    NH3:50ppt/15ppt；O3:400ppt/100ppt；CO2:0.25ppm/0.06ppm;

    L2激光器（1275cm-1(1σ)）1s/100s：

    N2O:80ppt/20ppt；CH4:400ppt/100ppt；H2O:10ppm/5ppm;

    測(cè)量量程：

    NH3:0-30ppmO3:0-30ppmCO2:0-30%

    N2O:0-30ppmCH4:0-200ppmH2O:0-30%

    響應(yīng)時(shí)間：10Hz（1-10Hz可調(diào)）

    操作溫度：10-35℃空氣濕度：5%~95%

    采樣速率：0-20slpm

    數(shù)據(jù)輸出：RS232、USB和以太網(wǎng)

    外形尺寸：560mm×770mm×640mm(W×D×H)

    重量：75Kg

    電源要求：250-500W、120/240VAC、50/60Hz(不包含吸氣泵)

    產(chǎn)地：美國(guó)AERODYNE公司

    應(yīng)用案例：

    1.泥炭地表層大氣中氨交換測(cè)量-基于QCL激光器的渦流協(xié)方差方法和推理建模

    Surface–atmosphereexchangeofammoniaoverpeatlandusingQCL-basededdy-covariancemeasurementsandinferentialmodeling

    UndineZöll,ChristianBrümmer,FrederikSchrader,ChristofAmmann,AndreasIbrom,ChristopheR.Flechard,DavidD.Nelson,MarkZahniser,andWernerL.Kutsch

    Atmos.Chem.Phys.,16,11283–11299,2016

    ww.atmos-chem-phys.ne/16/11283/2016/

    doi:10.5194/acp-16-11283-2016

    ©Author(s)2016.CCAttribution3.0License.

    對(duì)比實(shí)測(cè)和建模的日平均NH3通量（上面板所示）和累積NH3通量（下面板所示）基于測(cè)量過(guò)程中每半小時(shí)的數(shù)據(jù)。豎線表示階段II、III、IV的開(kāi)始。

    2.集約放牧區(qū)排放：量化和緩解

    PaddockScaleNitrousOxideEmissionsfromIntensivelyGrazedPasture:QuantificationandMitigation

    Presentedby:

    AnneRoswithaWecking

    MasterofScience,LeibnizUniversityHanover,2021.

不同時(shí)空尺度下土壤FN2O的驅(qū)動(dòng)和過(guò)程。顏色區(qū)域（藍(lán)色到橙色）表示當(dāng)前的了解水平?？驁D（編號(hào)1-4）顯示了測(cè)量土壤N2O交換常用的不同技術(shù)。2號(hào)框圖和3號(hào)框圖（粗體）區(qū)分了本論文使用的兩種測(cè)量方法（chambers/EC）。