應(yīng)用案例

Picarro G2131-i（美國國家生態(tài)觀測站網(wǎng)絡(luò)（NEON）將向公眾提供大氣甲烷濃度數(shù)據(jù)）

發(fā)表時間：2024-04-17

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美國國家科學(xué)基金會(National Science Foundation)建立的美國國家生態(tài)觀測站網(wǎng)絡(luò)(NEON)是一個由巴特爾(Battelle)運營的大洲尺度觀測網(wǎng)絡(luò)，旨在收集長期開放獲取的生態(tài)數(shù)據(jù)，以便更好地了解美國生態(tài)系統(tǒng)的變化。NEON的47個陸地和34個淡水觀測站點支持了眾多科學(xué)研究，這些研究描述了生態(tài)變化的特征，并將個別的局部測量結(jié)果與站點水平和大陸尺度的生態(tài)變化問題聯(lián)系起來。目前NEON將關(guān)注點放在了CH₄觀測上，從2021年7月15日開始，NEON將在其數(shù)據(jù)門戶上向公眾提供“L1甲烷濃度”數(shù)據(jù)(L1指的是1級濃度數(shù)據(jù)，即直接觀測出來的濃度數(shù)據(jù))。

甲烷的排放既有自然來源，也來自人類活動。甲烷是有機物質(zhì)在厭氧條件下腐爛分解時產(chǎn)生的一種自然副產(chǎn)品。自然來源包括濕地、動物和昆蟲的活動和消化、缺氧淡水水庫，以及通過陸地和海洋滲漏或火山排放帶出的儲存在地下的甲烷。野火也會向大氣中釋放甲烷和二氧化碳。大氣甲烷的主要吸收途徑是氧化，CH₄與OH自由基反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂。

Picarro G2131-i CO₂同位素分析儀是NEON微氣象塔上的一個標準儀器，它在47個地面觀測塔均有布置。塔內(nèi)裝有各種傳感器，用于收集氣象和渦流通量數(shù)據(jù)。Picarro G2131-i分析儀安裝在儀器室中，并連續(xù)測量植被冠層內(nèi)和冠層上方不同高度的CO₂和CH₄氣體濃度。Picarro G2131-i儀器始終能夠測量甲烷濃度，但最初儀器得到的甲烷數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過校準，因此，甲烷數(shù)據(jù)流并沒有變成數(shù)據(jù)產(chǎn)品。在過去的一年中，NEON儀器系統(tǒng)團隊一直致力于標準化以及校準Picarro G2131-i中的甲烷數(shù)據(jù)，在監(jiān)測站點收集甲烷原始數(shù)據(jù)并且開發(fā)代碼將甲烷原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為甲烷濃度數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

當(dāng)前大多數(shù)研究甲烷的研究人員都集中在產(chǎn)生甲烷最多的濕地。對于更干燥的高地地區(qū)的甲烷排放或吸收知之甚少。來自NEON監(jiān)測站點的甲烷數(shù)據(jù)將填補我們對不同類型生態(tài)系統(tǒng)中甲烷來源和匯理解的關(guān)鍵空白。目前，甲烷只有1級(直接測量)濃度數(shù)據(jù)。雖然沒有直接提供甲烷通量測量數(shù)據(jù)，但是，這讓使用通量梯度法推導(dǎo)(L4)甲烷通量計算成為可能。

拓展

Picarro G2131-i同位素和氣體濃度分析儀能夠靈活應(yīng)用于各種測量，從大氣和海洋科學(xué)研究到食品與飲料的溯源、真實性無不涵蓋其中。首先，這款分析儀能夠測量二氧化碳中的δ¹³C，精度優(yōu)于0.1&permil;。其次，它能夠以200 ppb和50 ppb的精度同時分別測量二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄)的氣體濃度。同時以ppm的精度測量水汽，從而來校準CO₂和CH₄并報告干氣摩爾分數(shù)。

文章鏈接

https://www.neonscience.org/impact/observatory-blog/atmospheric-methane-concentrations-now-available-popular-demand

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