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助力“雙碳” 安光所在溫室氣體通量監(jiān)測方面取得新進(jìn)展
2022年11月24日 13:06:16
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：吳吳吳 點(diǎn)擊量：5661
近日,，中科院合肥研究院安光所高曉明研究員團(tuán)隊(duì)在可調(diào)諧激光吸收光譜技術(shù)（TDLAS）測量大氣溫室氣體通量方面取得新進(jìn)展,，相關(guān)研究發(fā)表在國際知名期刊Optics Express上。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】當(dāng)前，大氣中的一氧化碳濃度超過410ppm,，比工業(yè)前濃度高出近50%,，增長速度在近5500萬年中前所未有。隨著大氣中溫室氣體的增多,，由溫室氣體引發(fā)的氣候變化和生態(tài)環(huán)境問題逐漸成為全球關(guān)注的焦點(diǎn),，通過高靈敏度的溫室氣體監(jiān)測儀器監(jiān)測來監(jiān)測溫室氣體的通量排放，在了解當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r和環(huán)境管理方面有著重要意義,。
可調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)是一種利用二極管激光器的波長調(diào)諧特性,，獲得被選定的待測氣體特征吸收線的吸收光譜，從而對相關(guān)氣體進(jìn)行定性或者定量分析的技術(shù),，憑借其響應(yīng)速度快,、靈敏度高、容易操作等的優(yōu)點(diǎn),，常被用于環(huán)境監(jiān)測,、醫(yī)學(xué)診斷以及工業(yè)過程檢測等領(lǐng)域,。
為了解陸地生態(tài)系統(tǒng)對碳元素的吞吐情況,，科學(xué)界提出利用空氣流動產(chǎn)生的湍流渦旋測量溫室氣體的排放量。利用可調(diào)諧二極管激光吸收光譜渦度相關(guān)監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備是生態(tài)系統(tǒng)中溫室氣體通量收支情況觀測的重要手段,。
渦流協(xié)方差(EC)技術(shù)是測量大氣中物質(zhì)和能量交換的重要方法,，它可利用配備有足精度傳感器的氣體分析儀來測量生態(tài)系統(tǒng)中的碳交換。利用渦流協(xié)方差技術(shù)測量氣體通量的方法主要有開放光路式和閉路式兩種,。
總體來看,，開放光路式優(yōu)于閉路式。開放光路是一種原位測量,，與閉路式測量相比,，它具有系統(tǒng)功耗低、重量輕等特點(diǎn),，閉路是的系統(tǒng)哄好高達(dá)數(shù)百瓦,，重量有時(shí)高達(dá)數(shù)百公斤。然而,，傳統(tǒng)開放光路式長時(shí)間在野外環(huán)境中工作,，也臨著鏡片鍍膜污染和腐蝕等問題。
日前,，中科院合肥研究院安光所的高曉明團(tuán)隊(duì)在知名期刊Optics Express上針對開放光路式測量技術(shù)上的上述缺陷,，發(fā)表了相關(guān)研究成果，題為《基于TDLAS的開放光路防污染多通池氣體分析儀用于實(shí)時(shí)監(jiān)測大氣水蒸氣(H2O)和二氧化碳(CO2)通量》,。
研究團(tuán)隊(duì)針對開放光路式鏡片鍍膜易污染,、腐蝕的問題，首次提出了反面鍍膜的防腐蝕,、防污染開放光路多通池的設(shè)計(jì),，有效避免了外界環(huán)境對鏡片膜層的污染和腐蝕,。研究團(tuán)隊(duì)將該設(shè)計(jì)應(yīng)用于大氣溫室氣體的監(jiān)測設(shè)備中，提高了開放光路系統(tǒng)的穩(wěn)定性和耐用性,。
此外,，研究團(tuán)隊(duì)利用新開發(fā)的設(shè)備對小麥季節(jié)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)CO2和H2O通量進(jìn)行了為期一個月的外場對比觀測實(shí)驗(yàn)，其觀測結(jié)果與國際上主流的監(jiān)測儀器具有良好的一致性,。
2020年,，我國在第七十五屆聯(lián)合國大會上宣布，中國將力爭2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值,，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),。碳達(dá)峰碳中和是我國作出的重大戰(zhàn)略決策，提升陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯是實(shí)現(xiàn)我國“碳中和”目標(biāo)最綠色和經(jīng)濟(jì)的有效途徑,，該設(shè)計(jì)的開發(fā)為我們持續(xù)監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)的碳吞吐情況開發(fā)了新途徑,。
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