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新发现?总光合的绝对示踪性因子!国内外前沿的研究热点亚博游戏娱乐-官网!

撰稿人: 日期:2018-2-11 点击次数:4006

---Aerodyne COS/OCS痕量气体检测仪
一亚博游戏娱乐-官网、研究意义及文献
Aerodyne COS痕量气体监测在国际上有着广泛的应用。OCS近来被应用于陆地植物CO2吸收的潜在指示因子,OCS只与CO2的光合吸收有关,而与呼吸无关亚博游戏娱乐-官网;OCS与CO2不同,植物吸收后不释放,因此可以作为研究总光合的研究工具亚博游戏娱乐-官网,耦合OCS和CO2的测量,可以提供深入研究生态系统对环境变化响应的机制。除此之外亚博游戏娱乐-官网,土壤对COS也有着吸收和排放,是近年来的研究热点。另外亚博游戏娱乐-官网,OCS是全球硫循环中的一环,是早期地球大气中的组成之一,是同温层气溶胶的来源之一,因此对COS的研究有着重要的意义。
Aerodyne首席科学家David.Nelson,在EUG发表的文献如下:
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二、实验设计
1亚博游戏娱乐-官网、测量环境及参数
测量林中通量塔附近COS、CO2、CO和H2O痕量气体的涡度及剖面变化。样气采集点3个(或根据客户需求添加采集管路)亚博游戏娱乐-官网。
Aerodyne激光器是连续波量子级联激光器(Alpes Lasers)亚博游戏娱乐-官网,采用TDLAS技术亚博游戏娱乐-官网。主机内置Peltier 元器件亚博游戏娱乐-官网,可以将激光器温控到-19.8℃。除此之外,还具备冷凝循环装置(内含25%的乙醇水)亚博游戏娱乐-官网,用于控制多余的激光热量亚博游戏娱乐-官网。吸收池为0.5L,光程为76m亚博游戏娱乐-官网,温控在20-24℃,压力在40Torr亚博游戏娱乐-官网。COS亚博游戏娱乐-官网、CO2、CO和H2O气体的监测波长亚博游戏娱乐-官网,分别为2050.397, 2050.566 ,2050.854 and 2050.638 cm-1。
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2亚博游戏娱乐-官网、系统布设(用户可根据自己需求反馈给我们定制)
系统由Aerodyne单激光COS监测仪主机、多通道气路控制系统、真空泵亚博游戏娱乐-官网、恒温箱亚博游戏娱乐-官网、冷凝器等组成亚博游戏娱乐-官网,用户在安装点提供主电源接入。布设图如下:
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COS气体监测仪放置在野外的实验室内,实时测量COS等痕量气体。主机离涡度塔有段距离,如10米亚博游戏娱乐-官网?亚博游戏娱乐-官网!癊C”采样线布设在超声风速仪的中间亚博游戏娱乐-官网亚博游戏娱乐-官网,或与现有的超声风速仪和CO2采样入口相同亚博游戏娱乐-官网。
还可设立3个“剖面”采样线,“剖面”线布设在7m、40m、60m,用户可以自己设定。定制的采样控制系统可控制和调节涡度塔采样管路和校准瓶管路亚博游戏娱乐-官网。
三、测量策略步骤
1)30min为测量循环。30min内,先进行reference 气体测量(大约3min)亚博游戏娱乐-官网,用于消除仪器可能会出现的漂移亚博游戏娱乐-官网;然后,进行三个样气的测量(每个8min)亚博游戏娱乐-官网;最后,再次进行reference气体测量(3min)。
2)每6个小时,用干纯氮气冲刷样品池(2min)亚博游戏娱乐-官网,用于消除可能出现的水汽干扰等,然后进行背景气体校准(为期1min)亚博游戏娱乐-官网。
3)一年后,选一个月的时间亚博游戏娱乐-官网,进行校准气体的检测亚博游戏娱乐-官网,用于检测仪器的响应的稳定性
四、实验结果及分析
1、原始数据
2014年8月份到2015年4月份,作者采用Aerodyne的“working standard”模式,在野外样地上,进行了每小时一次取平均值的测量循环。图1显示的是原始数据图表亚博游戏娱乐-官网,没有进行相应的响应曲线的校准操作。分析结果后发现,数据与标准气体相比亚博游戏娱乐-官网,有些许差距亚博游戏娱乐-官网。图片中的实线,是在15年1月7号,进行了门阀的更换(由于实验过程中门阀出现了问题);虚线,是在15年3月25号,进行了温度稳定调整(添加了冷却激光器的装置亚博游戏娱乐-官网,并将主机放置在恒温箱中,避免大环境下温度的变化对激光器产生影响)。从图片中可以看到亚博游戏娱乐-官网,温度稳定升级后,Tk很稳定亚博游戏娱乐-官网,有助于仪器精度的提高亚博游戏娱乐-官网。从数据图表上看,橘黄色线条亚博游戏娱乐-官网,整个测量期间(35天)亚博游戏娱乐-官网亚博游戏娱乐-官网,数据很稳定。图表上的空白,是仪器放入实验室内进行其他测量亚博游戏娱乐-官网亚博游戏娱乐-官网。
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2、涡度测量和自动箱测量比较
2015年3月25日到4月29日,作者进行了两种测量方法(涡度和自动箱)的数据测量及比较。选取涡度塔取样点60m处的数据,图2中用蓝色线条表示;自动箱数据用橘红色点表示。右图表示的是涡度方法和自动箱方法之间的差异亚博游戏娱乐-官网。
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3、经过校准后的数据
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从图中可以看出,二氧化碳摩尔分数的季节振幅大约为15ppm。COS能够很好的呗QCLS激光捕获,基于拟合的峰峰振幅约为96ppt。
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