高精度N2O监测的对比研究

撰稿人: 日期:2018-12-17 点击次数:804

        在过去十年中,我们使用气相色谱仪(GC)测量大气N2O。然而,GC在测量N2O的微小变化时,需要专业的实验人员进行操作,因为其检测器是高度的非线性。现在的研究中,我们需要一种稳定的分析仪,而且可以集成到大气监测网络中,如碳观测系统(ICOS)。北京第十七届 气象/原子能会议上,N2O实验室间的可比性目标为0.1 ppb。而原位气相色谱(GC)测量偏差高达0.7ppb。近年来,随着光谱技术的发展,一种基于激光的测量系统,应用于高精度的N2O测量,如TILDAS技术。

        巴黎萨莱大学气候科学和环境实验室的Benjamin等人,在2015年针对Agilent的气相色谱仪,Ecotech的傅里叶变换红外光谱仪,Picarro的CRDS激光仪,DFG的IRIS,LGR的OA-ICOS激光仪,和Aerodyne的TILDAS激光光谱仪,进行了短期和长期的实验性的测量对比。各个仪器的详细参数,可查看本文引用的文献原文。

        本次实验,首先进行了各种仪器的短期和长期测试的重复性评估。短期测试中,测量样品罐10次,持续15~20分钟(FTIR为30分钟),然后交替测量环境空气5分钟。通过取每个分析的最后5分钟来计算N2O平均值。左下图中重复性表示为标准偏差。peak-topeak值是10分析中最低和最高值之间的差值。长期测试中,以标准偏差,来计算的长期重复性(30次目标测量的最后5分钟的平均值)。峰 - 峰值是N测量值的最低值和最高值之间的差值。校准频率给出两次校准之间的平均时间。 校准被用作漂移校正。

        同时进行了测量漂移的对比以及温度对仪器的影响。在相同校准集的两个连续校准之间的漂移,在10天的时间间隔内被归一化。然后对所有连续校准的漂移进行平均,以获得所有分析仪的平均漂移。
        本实验对七个分析仪的研究表明,新的光学技术有可能取代气相色谱技术。这些新技术在试验站中,所需要的维护更少,并且由于不需要诸如载气等消耗品而具有较低的运行成本。除此之外,温度影响和校准测量,Benjamin等人建议科学家们,对于高精度大气测量,在分析前应将环境空气干燥;在使用分析仪之前,应对仪器和工作站条件对校准策略进行研究和优化。
 

        Aerodyne N2O痕量气体监测仪:
        ♦  精度precision(三种不同组合模式)
        ♦  快速响应时间:10HZ
        ♦  16通道阀控制的复杂采样系统,独有的sample/reference切换技术,实现自动化背景校准
        ♦  强大的TDLWintel软件,提供灵活的仪器控制和实时数据分析,直接得到需要的通量结果,并将原始数据和通量
            结果文件进行存储。

        ♦  显示及控制:可远程操控,无人值守
        ♦  样品流速:标准0~20slpm,可选择更大(500slpm)

 
本文献:
Comparison of nitrous oxide (N2O) analyzers for high-precision measurements of atmospheric mole fractions

其他参考文献:
Neglecting diurnal variations leads to uncertainties in terrestrial nitrous oxide emissions
Rannik, Ü., et al. "Intercomparison of fast response commercial gas analysers for nitrous oxide flux measurements under field conditions."Biogeosciences 12.2 (2015): 415-432.

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