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2025-05-16 16:07:03溫室氣體排放
溫室氣體排放是指地球大氣層中的某些氣體，如水蒸氣、二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等，因人類活動(dòng)而增加其濃度的現(xiàn)象。這些氣體能夠吸收和重新輻射紅外輻射，導(dǎo)致地球表面和大氣層下層變暖，即溫室效應(yīng)。人類活動(dòng)如燃燒化石燃料、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、森林砍伐等都會(huì)增加溫室氣體排放。這些排放加劇了全球氣候變化，對生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人類健康等方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響?？刂茰厥覛怏w排放已成為全球共同面臨的挑戰(zhàn)。

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2018-11-16 14:20:36溫室氣體排放清單的清單標(biāo)準(zhǔn)
　
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2023-05-26 14:15:35力高泰新品 ‖ 機(jī)載高精度N2O、CH4、CO2溫室氣體測量平臺(tái)
根據(jù)世界氣象組織WMO溫室氣體公報(bào)（第18期，2022/10/26），世界平均地表CO2、CH4和N2O的濃度持續(xù)增高，其中CO2為415.7±0.2 ppm，CH4為1908±2 ppb，N2O為334.5±0.1 ppb?，F(xiàn)有溫室氣體觀測方法包括遙感衛(wèi)星的柱濃度測量、大氣本底濃度測量、城市高塔大氣濃度測量、渦度相關(guān)通量觀測、近地面大氣廓線測量、土壤溫室氣體通量測量、地基傅里葉變換光譜法遙測等。對于更高時(shí)空分辨率的地表測量需求，如近地表溫室氣體泄漏監(jiān)測、特定區(qū)域溫室氣體排放強(qiáng)度評估、衛(wèi)星遙感溫室氣體數(shù)據(jù)驗(yàn)證等，都需要?jiǎng)?chuàng)新的觀測技術(shù)和方法。目前，遙感衛(wèi)星可用于大氣柱濃度溫室氣體的測量，結(jié)合使用高塔和無人機(jī)觀測，可以對區(qū)域尺度的溫室氣體排放進(jìn)行評估。其中，由于無人機(jī)溫室氣體觀測具有機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)，可以幫助研究者們獲取更高時(shí)空分辨率的數(shù)據(jù)，成為衛(wèi)星遙感和定點(diǎn)高塔觀測數(shù)據(jù)的有益補(bǔ)充。衛(wèi)星、飛機(jī)和無人機(jī)的典型測量范圍 圖源/ Bing Lu等，2020前人的部分工作包括：在固定翼飛機(jī)上（SkyArrow ERA，意大利Magnaghi Aeronautica S.p.A.公司）搭載LI-7500 二氧化碳和水汽分析儀（Gioli B等，2006，2007；Carotenuto F等，2018），測量大氣邊界層的CO2通量以及估算點(diǎn)源CO2釋放強(qiáng)度；搭載LI-7700甲烷分析儀（Gasbarra D等，2019），研究垃圾填埋場的CH4排放。LI-7500應(yīng)用于Sky Arrow ERA 測量平臺(tái) 圖源/trevesgroup.com近些年來，隨著激光光譜技術(shù)的進(jìn)步，光反饋-腔增強(qiáng)激光吸收光譜技術(shù)（OF-CEAS）脫穎而出。這種新技術(shù)在極大提高測量精確度（詳見下文的說明）的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了光腔縮小的目標(biāo)。如LI-COR推出了系列高精度溫室氣體分析儀，光腔體積只有6.41cm3，極大縮短了測量響應(yīng)時(shí)間——小于2秒；另外這種技術(shù)能耗低，僅為22w，兩節(jié)鋰電支持8個(gè)小時(shí)的測量。重量也僅有10.5kg，非常適合在無人機(jī)上使用。為滿足新興科研需求，北京力高泰科技有限公司與天津飛眼無人機(jī)科技有限公司合作，共同開發(fā)出了機(jī)載高精度N2O、CH4、CO2溫室氣體測量平臺(tái)。采用光反饋-腔增強(qiáng)激光吸收光譜技術(shù)（OF-CEAS），高精度測量N2O、CH4、CO2濃度，適合移動(dòng)式大氣濃度測量。2018年推出LI-7810高精度CH4、CO2、H2O分析儀LI-7815高精度CO2、H2O分析儀2020年推出LI-7820高精度NO2、H2O分析儀2023年推出LI-7825高精度CO2同位素、NH3分析儀測量平臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)溫室氣體測量響應(yīng)時(shí)間（T10-T90）：≤2s測量精度：CO2:  0.04ppm@400ppm（5s數(shù)據(jù)平均）CH4:  0.25ppb@2000ppb（5s數(shù)據(jù)平均）N2O:  0.20ppb@330ppb（5s數(shù)據(jù)平均）LI-7825精度δ13C 1秒信號平均為 < 0.5 ‰；5分鐘信號平均為0.04 ‰δ18O5分鐘信號平均為 < 0.1 ‰@400 ppmδ17O5分鐘信號平均為 < 0.4 ‰@400 ppm起飛重量：45kg工作時(shí)間：>45分鐘標(biāo)準(zhǔn)巡航速度：8m/smax巡航速度：15m/s抗風(fēng)能力：max5級風(fēng)使用環(huán)境：-20℃~45℃；可小雨中飛行測量高度：0-2000m應(yīng)用案例A Pilot Experiment使用機(jī)載高精度CH4、CO2溫室氣體測量平臺(tái)，研究某工業(yè)園區(qū)的溫室氣體排放。測量期間假設(shè)：（1）工業(yè)園區(qū)處于不間斷的常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)；（2）飛行測量期間大氣條件穩(wěn)定；（3）大氣邊界層內(nèi)溫室氣體和氣象條件的垂直變化遠(yuǎn)大于水平變化；（4）測量高度的溫室氣體與空氣混合充分，且以平流為主。根據(jù)以上條件，飛行需要滿足的低度應(yīng)大于粗糙度子層（通過風(fēng)溫濕廓線確定，或估算為研究區(qū)內(nèi)建筑物平均高度的3倍），并位于近地層內(nèi)。無人機(jī)應(yīng)盡量保持勻速運(yùn)動(dòng)并平穩(wěn)飛行，俯仰角不大于5°，橫滾角不大于20°，盡量保持與地面的相對高度穩(wěn)定（仿地飛行）。需要在大氣邊界層湍流發(fā)展顯著的時(shí)間段開展測量，一般為上午10:00至下午4:00。同時(shí)，為了盡可能減少垂直輸送方向上的誤差，風(fēng)速以2-3級為宜，避免在陰天、雨天等不利氣象條件下開展監(jiān)測。采用基于控制體積的質(zhì)量守恒法對園區(qū)開展走航式測量，此方法也稱為自上而下排放強(qiáng)度反演算法（Top-down Emission Rate Retrieval Algorithm, TERRA）。根據(jù)對園區(qū)不同高度監(jiān)測斷面的測量數(shù)據(jù)，計(jì)算得到東西南北四個(gè)斷面的平流通量以及垂直向上的溫室氣體排放強(qiáng)度。飛行中的機(jī)載高精度CH4、CO2溫室氣體測量平臺(tái)樣地與方法Materials and Methods該樣地平均海拔1400m，年降雨量小于300mm，主導(dǎo)風(fēng)向偏西風(fēng)。在2022年12月進(jìn)行試飛。主要進(jìn)行兩方面測量：（1）背景樣地大氣CH4、CO2濃度垂直廓線；（2）沿工業(yè)園區(qū)外圍飛行，測量垂直大氣方向上CH4和CO2濃度。另外，飛行過程中會(huì)同步采集風(fēng)向、風(fēng)速、空氣溫濕度、大氣壓強(qiáng)、經(jīng)緯度坐標(biāo)、海拔信息等。測量航跡原始數(shù)據(jù)質(zhì)量控制QA/QC采用滑動(dòng)均值濾波方法對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值檢驗(yàn)，對大于5倍測量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差的點(diǎn)位，標(biāo)記為異常值并剔除，用線性插值方法進(jìn)行數(shù)據(jù)插補(bǔ)。一個(gè)測量架次，如果異常數(shù)據(jù)超過30%，標(biāo)記為無效測量，需要重新補(bǔ)測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果Results背景樣地大氣廓線就CO2而言，飛行上升過程測量的CO2濃度要低于在下降過程中測量的濃度。在飛行上升過程中，近地面測得的CO2濃度高，約為715mg/m3；隨著測量高度的攀升，CO2濃度存在下降的趨勢，在1900m至2000m時(shí)，CO2濃度降低至約680mg/m3。在下降過程中，2000-1900米區(qū)間內(nèi)存在一個(gè)小高峰，濃度約為800mg/m3，約1600m-1700m之間存在一個(gè)峰值，濃度約為900mg/m3。CO2 大氣廓線CH4 大氣廓線就CH4而言，飛行上升過程測量的CH4濃度要略低于在下降過程中測量的濃度。近地表的CH4濃度高，約為1.24mg/m3。隨著高度增加，CH4濃度下降，在2020米左右時(shí)，CH4濃度降至1.16 mg/m3。工業(yè)園區(qū)在園區(qū)南部，測量得到3處高CO2濃度區(qū)，一處距離地表75-100m處，濃度約為495ppm；第二處距地面175-200m處，濃度約為505ppm；第三處距地面100-125m，濃度約為520ppm。CH4數(shù)據(jù)類似，距離地面100-125m處，存在CH4高濃度區(qū)域，濃度約3794.35ppb。CO2數(shù)據(jù)的空間網(wǎng)格化CH4數(shù)據(jù)的空間網(wǎng)格化排放強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)標(biāo)量守恒方程和散度定理，認(rèn)為控制體積內(nèi)的質(zhì)量變化與通過控制體積表面的綜合質(zhì)量通量相等?？梢酝ㄟ^在排放源周圍構(gòu)建控制體積，在忽略大氣沉降的情況下，對控制體積四個(gè)表面和上表面進(jìn)行通量計(jì)算，然后進(jìn)行積分，最終獲得排放控制體積內(nèi)部的排放強(qiáng)度。數(shù)據(jù)顯示，該工業(yè)園的CO2的排放強(qiáng)度約為12.539 kg/s ± 0.640 kg/s；CH4排放強(qiáng)度為 21.521 g/s ±3.424 g/s。實(shí)驗(yàn)結(jié)論Conclusions使用機(jī)載高精度N2O、CH4、CO2溫室氣體測量平臺(tái)，結(jié)合數(shù)學(xué)模型，能夠?qū)μ囟▍^(qū)域的溫室氣體排放強(qiáng)度進(jìn)行定量評估。參考文獻(xiàn)【1】世界氣象組織溫室氣體公報(bào) - 第18期【2】Bing Lu, Phuong D. Dao, Jiangui Liu, Yuhong He, Jiali Shang. 2020. Recent advances of hyperspectral imaging technology and applications in agriculture. Remote Sensing 12(16): 1-44.【3】Carotenuto F, Gualtieri G, Miglietta F, et al. Industrial point source CO 2 emission strength estimation with aircraft measurements and dispersion modelling[J]. Environmental monitoring and assessment, 2018, 190: 1-15.【4】Gasbarra D, Toscano P, Famulari D, et al. Locating and quantifying multiple landfills methane emissions using aircraft data[J]. Environmental Pollution, 2019, 254: 112987.【5】Gioli B, Miglietta F, Vaccari F P, et al. The Sky Arrow ERA, an innovative airborne platform to monitor mass, momentum and energy exchange of ecosystems[J]. 2006.
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2017-03-10 22:27:05土壤溫室氣體排放屬于什么研究方向
　
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2022-04-07 10:05:122022 ? 春 ? 力高泰產(chǎn)品在線技術(shù)交流 ——助力「碳中和」的溫室氣體動(dòng)態(tài)監(jiān)測系列（4月8日預(yù)告）
春天來了，萬物復(fù)蘇，又到了做實(shí)驗(yàn)的季節(jié)。北京力高泰科技有限公司為您準(zhǔn)備了線上系列產(chǎn)品交流活動(dòng)。第三系列是助力「碳中和」的溫室氣體動(dòng)態(tài)監(jiān)測，針對溫室氣體的定點(diǎn)式（高塔/大氣本底）和移動(dòng)式（肩背、車載、機(jī)載等）測量，以及土壤/水體表面的溫室氣體通量監(jiān)測，為大家做了深入詳細(xì)介紹。直徑60米范圍內(nèi)廣泛布點(diǎn)的【LI-8250】36通道土壤溫室氣體N2O/CH4/CO2/H2O通量測量系統(tǒng)視頻號LI-COR土壤溫室氣體通量監(jiān)測系統(tǒng)，不僅包括原始數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，還包括通量數(shù)據(jù)的在線計(jì)算和之后的重計(jì)算。2021年，LI-COR發(fā)布了土壤N2O/CH4/CO2通量專業(yè)計(jì)算軟件——SoilFluxProTM5.2，下面是該軟件的一些主要特點(diǎn)?！?數(shù)據(jù)變量一目了然不僅是土壤溫室氣體通量，整套系統(tǒng)每個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，用戶可根據(jù)需要顯示在列表中?！?nbsp;統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算根據(jù)需要選擇變量，軟件自動(dòng)統(tǒng)計(jì)變量平均值、最大值、最小值和標(biāo)準(zhǔn)差?！?nbsp;替換錯(cuò)誤Chamber溫度數(shù)據(jù)Chamber溫度是通量計(jì)算的重要中間變量。當(dāng)某些通道的Chamber溫度傳感器數(shù)據(jù)異常時(shí)，能將同期其他通道采集的Chamber溫度數(shù)據(jù)對其重新賦值?！?nbsp;實(shí)現(xiàn)對所有變量的重計(jì)算軟件內(nèi)嵌多種計(jì)算公式，方便對所有變量的數(shù)據(jù)重計(jì)算。針對之前測量系統(tǒng)中的EC-5、ML3土壤水分含量傳感器、8150-203溫度傳感器，定制開發(fā)了重計(jì)算模塊（詳見下圖）?！?nbsp;精益求精的通量計(jì)算重新核對所有相關(guān)參數(shù)：有效避免了測量時(shí)的誤輸入（如土壤面積、Chamber Offset）、計(jì)算時(shí)長選擇不合理等導(dǎo)致的計(jì)算偏差?！?nbsp;36通道數(shù)據(jù)做圖對比同時(shí)顯示36個(gè)通道的數(shù)據(jù)，直觀對比?！?nbsp;生成Google Earth能識別的.KML文件這一功能將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為.KML格式，方便使用Google Earth軟件直觀呈現(xiàn)。Google Earth直觀成圖■ 內(nèi)嵌SoilFluxProTM計(jì)算模塊的測量系統(tǒng)野外部署的測量系統(tǒng)，內(nèi)嵌SoilFluxProTM計(jì)算模塊，實(shí)時(shí)查看最終通量和詳細(xì)過程數(shù)據(jù)。為幫助廣大科研工作者更好的使用該軟件，力高泰技術(shù)部資深工程師朱曉偉將于本周五（4月8日）上午10:00-11:00，為大家詳細(xì)講解該軟件的功能、使用和案例數(shù)據(jù)分析。詳情如下：專題內(nèi)容第四期2022年4月8日（星期五）上午10:00-11:00土壤溫室氣體通量數(shù)據(jù)質(zhì)量把控與專業(yè)分析軟件SoilFluxPro 5.2詳解識別下方二維碼，添加力高泰在線咨詢微信號，工作人員會(huì)邀請您進(jìn)群。參會(huì)詳情我們會(huì)在群內(nèi)發(fā)布。熱烈歡迎廣大溫室氣體、“碳中和”研究領(lǐng)域的老師和同學(xué)們參會(huì)~
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2022-04-01 15:03:49同位素 | 濕地土壤CO2和CH4排放及其碳同位素特征
CO2和CH4排放增加是全 球變暖的主要原因（IPCC，2013），人類活動(dòng)導(dǎo)致大約44%和60%的CO2和CH4排放到大氣中。人類活動(dòng)如攔河筑壩干擾濕地的結(jié)構(gòu)和功能，引發(fā)大量土壤CO2和CH4排放。然而，目前對濕地水庫CO2和CH4排放及其碳同位素特征的影響機(jī)制知之甚少。基于此，為了填補(bǔ)研究空白，在本研究中，來自云南大學(xué)和中科院武漢植物園的研究團(tuán)隊(duì)在三峽消落區(qū)原位條件下調(diào)查了4個(gè)海拔梯度（即不同淹水狀態(tài)）（>175 m，160–175 m，145–160 m和＜147 m）飽和和排干狀態(tài)下CO2和CH4排放模式及其碳同位素特征，以及相關(guān)的控制因子。他們作出了如下假設(shè)：1）由于淹水下優(yōu)勢植物種的轉(zhuǎn)變，土壤條件（例如土壤基質(zhì)質(zhì)量，土壤水分和溫度）的變化將會(huì)改變CO2排放以及CO2的δ13C值；2）CH4排放模式及其同位素特征對淹水更敏感，反映了土壤厭氧環(huán)境的增加；3）不同淹水狀態(tài)下（例如飽和和排干狀態(tài)下）將會(huì)導(dǎo)致酶表達(dá)和微生物屬性的改變，進(jìn)而極大影響CO2和CH4排放。圖1 重慶忠縣研究區(qū)位置（a）；三峽消落區(qū)采樣地衛(wèi)星圖像及沿海拔梯度詳細(xì)的靜態(tài)通量室放置圖（b）。作者于2017年6-8月測量了土壤/水大氣界面CO2和CH4的交換率。利用ABB LGR CO2同位素分析儀分析CO2的濃度及δ13C，并利用ABB LGR甲烷碳同位素分析儀分析CH4的濃度及δ13C?！窘Y(jié)果】高海拔地區(qū)CO2排放明顯較高，飽和狀態(tài)和排干狀態(tài)之間差異顯著。相比之下，在整個(gè)觀測期，高海拔地區(qū)（41.97 μg CH4 m-2 h-1）平均CH4排放量高于低海拔地區(qū)（22.73 μg CH4 m-2 h-1）。從飽和狀態(tài)到排干狀態(tài)，低海拔CH4排放降低了90%，在高海拔增加了153%。與低海拔和高地相比，高海拔CH4的δ13C更富集，飽和狀態(tài)比排干狀態(tài)更貧化。作者發(fā)現(xiàn)土壤CO2和CH4排放與土壤基質(zhì)質(zhì)量（例如，C:N）和酶活性密切相關(guān)，而CO2和CH4的δ13C值分別主要與根呼吸和產(chǎn)甲烷細(xì)菌活性有關(guān)。具體而言，飽和和排干狀態(tài)對土壤CO2和CH4排放的影響強(qiáng)于水庫海拔的影響，從而為評估人類活動(dòng)對碳中和的影響提供了重要依據(jù)。不同海拔下土壤CO2排放的周平均值以及整個(gè)非淹水期土壤CO2排放量。不同海拔下CH4排放的周平均值以及整個(gè)非淹水期土壤CH4排放量。土壤飽和和排干狀態(tài)下不同海拔CO2（a）和CH4平均排放量（b）?！窘Y(jié)論】三峽水庫消落區(qū)土壤CO2和CH4排放及其碳同位素特征的變化受周期性淹水的強(qiáng)烈影響，可以確定其CO2和CH4的源/匯強(qiáng)度。與高地相比，消落區(qū)土壤環(huán)境適宜，酶活性較高，土壤基質(zhì)質(zhì)量較低，因此CO2排放量較高。土壤呼吸CO2的δ13C值進(jìn)一步證實(shí)了，基質(zhì)質(zhì)量和酶活性變化是CO2排放的主要貢獻(xiàn)者。隨著高地CH4吸收，消落區(qū)CH4累積排放量從低海拔到高海拔地區(qū)增加?；贑H4的δ13C值，作者得到的初步結(jié)論是飽和狀態(tài)下較高的CH4排放以較強(qiáng)的厭氧環(huán)境中乙酸鹽裂解過程為特征。因此，結(jié)果強(qiáng)調(diào)了攔河筑壩引發(fā)了周期性淹水，導(dǎo)致土壤質(zhì)量、酶表達(dá)和微生物利用C的策略，以及甲烷氧化過程的轉(zhuǎn)變，潛在的改變了CO2和CH4排放及其碳同位素特征。
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