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美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)建立的美國(guó)國(guó)家生態(tài)觀測(cè)站網(wǎng)絡(luò)(NEON)是一個(gè)由巴特爾(Battelle)運(yùn)營(yíng)的大洲尺度觀測(cè)網(wǎng)絡(luò),旨在收集長(zhǎng)期開放獲取的生態(tài)數(shù)據(jù),以便更好地了解美國(guó)生態(tài)系統(tǒng)的變化。NEON的47個(gè)陸地和34個(gè)淡水觀測(cè)站點(diǎn)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(gè)別的局部測(cè)量結(jié)果與站點(diǎn)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(diǎn)放在了CH4觀測(cè)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(jí)濃度數(shù)據(jù),即直接觀測(cè)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(dòng)。甲烷是有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下腐爛分解時(shí)產(chǎn)生的一種自然副產(chǎn)品。自然來源包括濕地、動(dòng)物和昆蟲的活動(dòng)和消化、缺氧淡水水庫(kù),以及通過陸地和海洋滲漏或火山排放帶出的儲(chǔ)存在地下的甲烷。野火也會(huì)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)儀器,它在47個(gè)地面觀測(cè)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(cè)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(cè)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(zhǔn),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(tuán)隊(duì)一直致力于標(biāo)準(zhǔn)化以及校準(zhǔn)Picarro G2131-i中的甲烷數(shù)據(jù),在監(jiān)測(cè)站點(diǎn)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(duì)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(cè)站點(diǎn)的甲烷數(shù)據(jù)將填補(bǔ)我們對(duì)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(jí)(直接測(cè)量)濃度數(shù)據(jù)。雖然沒有直接提供甲烷通量測(cè)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(jì)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(cè)量,從大氣和海洋科學(xué)研究到食品與飲料的溯源、真實(shí)性無不涵蓋其中。首先,這款分析儀能夠測(cè)量二氧化碳中的δ13C,精度優(yōu)于0.1‰。其次,它能夠以200 ppb和50 ppb的精度同時(shí)分別測(cè)量二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的氣體濃度。同時(shí)以ppm的精度測(cè)量水汽,從而來校準(zhǔn)CO2和CH4并報(bào)告干氣摩爾分?jǐn)?shù)。
文章鏈接
https://www.neonscience.org/impact/observatory-blog/atmospheric-methane-concentrations-now-available-popular-demand
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