溫室氣體監(jiān)測儀器是研究溫室氣體濃度變化趨勢以及源和匯的構(gòu)成,、性質(zhì)和強(qiáng)度等的基礎(chǔ),，也是溫室效應(yīng)評價(jià)的依據(jù)和減排措施制定的標(biāo)尺,。
溫室氣體監(jiān)測技術(shù)是全面掌握溫室氣體排放及其環(huán)境、氣候效應(yīng),，預(yù)測其未來變化的重要保障,。發(fā)展溫室氣體監(jiān)測儀器國產(chǎn)化技術(shù)，也是構(gòu)建國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系的重要組成部分,。
此外,，隨著國家“碳達(dá)峰”和“碳中和”戰(zhàn)略的實(shí)施，溫室氣體的準(zhǔn)確監(jiān)測與評估將成為降碳目標(biāo)的根本前提,。
由于溫室氣體排放存在較大的時(shí)空變化特征,，為了進(jìn)行準(zhǔn)確的排放估算，必須揭示溫室氣體排放的日變化,、季節(jié)變化和空間變化的規(guī)律性,，這就需要時(shí)間分辨率高、監(jiān)測尺度廣,、準(zhǔn)確度高、能夠長時(shí)間連續(xù)觀測的自動監(jiān)測技術(shù)和儀器,。
總的來說,，目前的溫室氣體監(jiān)測儀器，需要從點(diǎn)源,、面源,、區(qū)域等不同空間尺度開發(fā)天地一體化高靈敏時(shí)空監(jiān)測技術(shù)。
目前主流的溫室氣體監(jiān)測技術(shù)是以光和氣體組分的相互作用為物理機(jī)制,，根據(jù)目標(biāo)組分的特征光譜,，借助光譜解析算法，再結(jié)合光機(jī)電算工程技術(shù),，實(shí)現(xiàn)溫室氣體濃度在不同時(shí)間,、空間、距離下的非接觸定量反演,。
常見的溫室氣體光譜學(xué)檢測技術(shù)主要包括非分散紅外光譜技術(shù)(NDIR),、傅立葉變換光譜技術(shù)(FTIR)、差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)(DOAS),、差分吸收激光雷達(dá)技術(shù)(DIAL),、可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS)、離軸積分腔輸出光譜技術(shù)(OA-ICOS),、光腔衰蕩光譜技術(shù)(CRDS),、激光外差光譜技術(shù)(LHS),、空間外差光譜技術(shù)(SHS)等。
其中,，NDIR技術(shù)利用氣體分子對寬帶紅外光的吸收光譜強(qiáng)度與濃度成正比的關(guān)系,，進(jìn)行溫室氣體反演，具有結(jié)構(gòu)簡單,、操作方便,、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但儀器的光譜分辨率和檢測靈敏度較低,。
FTIR技術(shù)通過測量紅外光的干涉圖,，并對干涉圖進(jìn)行傅立葉積分變換，從而獲得被測氣體紅外吸收光譜,，能夠?qū)崿F(xiàn)多種組分同時(shí)監(jiān)測,，適用于溫室氣體的本底、廓線和時(shí)空變化測量及其同位素探測,，儀器系統(tǒng)較為復(fù)雜,，價(jià)格比較昂貴。
DOAS也是一種寬帶光譜檢測技術(shù),，能夠?qū)崿F(xiàn)多氣體組分探測,，儀器光譜分辨率較低，易受水汽和氣溶膠的影響,。DIAL技術(shù)是一種利用氣體分子后向散射效應(yīng)進(jìn)行氣體遙感探測的光譜技術(shù),，具有高精度、遠(yuǎn)距離,、高空間分辨等優(yōu)點(diǎn),，系統(tǒng)較為復(fù)雜，成本較高,。
TDLAS技術(shù)利用窄線寬的可調(diào)諧激光光源,，完整地掃描到氣體分子的一條或幾條吸收譜線，具有響應(yīng)速度快,、靈敏度高,、光譜分辨率高等優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)溫室氣體原位點(diǎn)式和區(qū)域開放式探測,，對于多氣體組分探測通常需要多個(gè)激光器復(fù)用實(shí)現(xiàn),。
CRDS和OA-ICOS技術(shù)均屬于小型化的氣體原位探測技術(shù)，在溫室氣體監(jiān)測方面,，能夠?qū)崿F(xiàn)很高的檢測靈敏度,，成本比TDLAS要高。
LHS和SHS都屬于高精度,、高光譜分辨的氣體檢測技術(shù),，適用于溫室氣體的柱濃度或垂直廓線探測,，可用于地基和星載大氣探測領(lǐng)域。
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