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改进的大气CO2、CH4、N2O、CO在线观测FTIR系统
  • ISSN号:0250-3301
  • 期刊名称:环境科学
  • 时间:2013
  • 页码:4159-4164
  • 分类:X51[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]中国气象科学研究院,北京100081, [2]南京信息工程大学大气物理学院,南京210044
  • 相关基金:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2010CB950601);国家自然科学基金项目(40905066,41175116,41273097);科技部国际合作项目(2011DFA21090);中国气象局气象关键技术集成与应用项目(CMAGJ2012M77,CMAGJ2013M73)
  • 相关项目:含碳温室气体浓度梯度联网观测及源汇反演研究
中文摘要:

利用商用傅利叶变换红外光谱仪(FTIR)主机,与自动进样模块及标气模块集成,初步建立了一套可流程化、准确、高效分析大气CO2、CH4、CO和N2O的在线观测系统.测试结果表明,该商用FTIR主机具有良好的精度,但以仪器自带校正系数估算的结果绝对误差大,尤其CO的绝对误差可达38.8×10^-9,无法满足在线观测要求.集成后的FTIR系统改用可溯源至国际标准的工作标气进行计算,有效降低了结果的绝对误差.动态及静态两种模式下各要素实测值与标称值的摩尔分数绝对误差为CO2≤0.11×10^-6、CH4≤1.8×10^-9、N2O≤0.15×10^-9、CO≤0.5×10^-9,能够满足大气在线观测需求.利用该FTIR集成系统进行6d的模拟在线观测,采用动态流量模式(Flow)进样,每隔6h穿插高、低浓度工作标气及目标气进样,用标气的标称值及系统更新的标气响应值计算样气及目标气结果.目标气CO2/CH4/N2O/CO的摩尔分数标准偏差分别为0.05×10^-6、0.2×10^-9、0.07×10^-9、0.5×10^-9,平均值与标称值之间的绝对误差分别为0.09×10^-6、0.4×10^-9、0.14×10^-9、0.5×10^-9.

英文摘要:

The real-time, automatic, highly accurate and efficient system for measuring the mixing ratios of CO2 , CH4 , CO and N2O has been developed by combining the commercial FTIR system (Wollongong University) with an auto-sampling system and a working standard module. Based on the tests conducted, the FTIR showed the high precision and a relatively low accuracy associated with its poor determination of correction factors. The absolute error of the mixing ratio of CO was above 38.8 × 10-9, suggesting that FTIR alone could not meet the requirement for the real time measurement. Using the working standard gases to adjust results from the FTIR significantly improved the accuracy of measurements. For both static and dynamic conditions, the discrepancies between the measured results and the real values were below 0.11× 10-6, 1.8 ×10 -9, 0.15 ×10-9and 0.5×10-9 for CO2, CH4, N2O and CO respectively, meeting the requirements for the atmospheric real-time measurements. During 6 days in-situ measurements of greenhouse gas outside the lab, the precision of target gas can reach 0. 05 ×10-6, 0.2 × 10-9, 0. 07 × 10-9, 0. 5 ×10-9 for CO2, CH4, N2O, CO, and inaccuracy can be 0.09 × 10-6, 0. 4× 10-9, 0. 14 × 10-9, 0. 5 × 10-9,respectively.

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期刊信息
  • 《环境科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:赵进才
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  • 邮编:100085
  • 邮箱:hjkx@rcees.ac.cn
  • 电话:010-62941102 62849343
  • 国际标准刊号:ISSN:0250-3301
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1895/X
  • 邮发代号:2-821
  • 获奖情况:
  • 在全国第一届和第二届优秀科技期刊评比中分别荣获...,二次荣获中国科学院优秀期刊评比一等奖,荣获中国期刊方阵双奖期刊荣誉
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国剑桥科学文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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