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—同時(shí)用于渦度系統(tǒng)和自動(dòng)土壤氣體通量箱系統(tǒng)

激光痕量氣體監(jiān)測(cè)儀基于中紅外量子級(jí)聯(lián)激光TILDAS技術(shù)監(jiān)測(cè)大氣中的痕量氣體，可實(shí)現(xiàn)高時(shí)間分辨率（高達(dá)10 Hz）的實(shí)時(shí)氣體分子測(cè)量。采用直接光譜吸收技術(shù)，并結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)的多反腔(Astigmatic Multipass Absorption Cells)所提供的長(zhǎng)達(dá)76m的光程，檢測(cè)限遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同類產(chǎn)品，檢測(cè)限達(dá)ppt級(jí)。

每秒可執(zhí)行10次獨(dú)立測(cè)量，適用于生態(tài)系統(tǒng)渦度（Eddy Covariance）測(cè)量。

單激光痕量氣體監(jiān)測(cè)儀：測(cè)量NO，N₂O，NO₂，NH₃，CO，CO₂，CH₄，C₂H₆，COS，HCHO，O₃等，同時(shí)檢測(cè)水汽。

例如：N₂O、CH₄和水汽；N₂O、CO 和水汽；N₂O、CO₂ 和水汽； CO、CO₂、N₂O、水汽。

雙激光痕量氣體監(jiān)測(cè)儀：同時(shí)測(cè)量多種氣體，如NO，N₂O，NO₂，NH₃，HONO，HNO₃，CO，CH₄，C₂H₄，HCHO，CHOOH，SO₂，COS，O₃，HOOH等。根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)環(huán)境和要求，可選擇增強(qiáng)的靈敏度或增強(qiáng)的時(shí)間響應(yīng)。

l **痕量氣體濃度測(cè)量，無(wú)需校準(zhǔn)氣體。

l 快速響應(yīng)

l 不受其它氣體或水汽的干擾

l 無(wú)人值守操作

l 可在野外測(cè)量和也可部署在移動(dòng)平臺(tái)上

l 雙激光器允許同時(shí)測(cè)量更多的種類。

l 光程長(zhǎng)度為76米或 210米

l 燃燒監(jiān)測(cè)和表征

l 用于源/匯表征的CH4和N2O的同位素監(jiān)測(cè)。

l 渦度相關(guān)測(cè)量

l 快速響應(yīng)羽流研究

l 空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)

l 船舶、卡車和飛機(jī)平臺(tái)的移動(dòng)測(cè)量

產(chǎn)品還包括：

l 雙激光CO₂¹³C、¹⁸O同位素監(jiān)測(cè)儀

l 雙激光CO₂ 二元同位素（clumped isotope of CO₂）監(jiān)測(cè)儀

l N₂O和NO的雙激光監(jiān)測(cè)儀。 適用于土壤排放

l HONO監(jiān)測(cè)儀- HONO是污染環(huán)境中重要的大氣物種，

在土壤科學(xué)中可能很重要。

l HCHO監(jiān)測(cè)儀。 甲醛是污染環(huán)境中重要的大氣物種.

l CH₄和N₂O同位素監(jiān)測(cè)。 這些都是困難的測(cè)量。

只有經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)才能取得成功。

l N₂O， CO， CO₂， CH₄， C₂H₆ and H₂O雙激光監(jiān)測(cè)儀.

l N₂O， CO， CO₂， CH₄， COS and H₂O雙激光監(jiān)測(cè)儀.

l NO和NO2或NO和臭氧的雙激光監(jiān)測(cè)儀.

特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1、響應(yīng)速度快

渦度協(xié)方差技術(shù)用于測(cè)量大氣和生物圈之間的氣體分子通量。在大多數(shù)情況下，客戶需要能夠每秒進(jìn)行10次獨(dú)立測(cè)量的儀器。對(duì)于將氣體進(jìn)樣到光室（optical cell）中的儀器，這要求氣體流速足夠快以在0.1秒內(nèi)更換光室內(nèi)的氣體，并且在該速度下進(jìn)行光譜測(cè)量。 Aerodyne在提供這種能力方面幾乎是****的，測(cè)量速度遠(yuǎn)高于同類產(chǎn)品。

2、極高的測(cè)量精度

N₂O監(jiān)測(cè)儀：10s 采用10ppt，是其它儀器的1/10; 其它儀器1s采用100ppt，而Aerodyne 采用30ppt，只傳輸15ppt。

3、極高的靈敏度

優(yōu)異的測(cè)量精度可以保持在0.1秒到100秒之間。 附圖顯示了N₂O監(jiān)測(cè)儀結(jié)合土壤氣體通量自動(dòng)箱可以實(shí)現(xiàn)極高的靈敏度，測(cè)到了非常小的N₂O通量。 在未施肥的草地上，自動(dòng)箱關(guān)閉后N₂O的上升速率為3ppt / sec。即使在5分鐘內(nèi)，上升速率也可以精確確定。 每秒采集一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。 該上升速率對(duì)應(yīng)于小通量：8ugN₂O-N / m ² /小時(shí)或0.08nmoles / m ² / s。 我們估計(jì)*小可檢測(cè)的通量約為0.1ug N₂O-N / m² /h或0.001 nmoles/m²/s。

相似的結(jié)果見(jiàn)Savage et al.[Savage， K.， R. Phillips， and E. Davidson. "High temporal frequency measurements of greenhouse gas emissions from soils." Biogeosciences 11.10 (2014): 2709.]

4、靈活的采樣系統(tǒng)

激光痕量氣體監(jiān)測(cè)儀的高精度非常適用于渦度協(xié)方差通量觀測(cè)和土壤自動(dòng)箱通量觀測(cè)。

可實(shí)現(xiàn)一個(gè)獨(dú)特的功能：當(dāng)風(fēng)況良好時(shí)測(cè)量渦度通量，當(dāng)風(fēng)非常弱時(shí)測(cè)量土壤自動(dòng)箱通量。 還提供其它各種自動(dòng)化采樣系統(tǒng)。

應(yīng)用文獻(xiàn)：

1、NATURE Vol 534， 30 June， 2016

溫帶森林光合和日間呼吸的季節(jié)性

Seasonality of temperate forest photosynthesis anddaytime respiration^[2]

R. Wehr1， J. W. Munger2， J. B. McManus3， D. D. Nelson3， M. S. Zahniser3， E. A. Davidson4， S. C. Wofsy2 & S. R. Saleska1。其中同位素通量觀測(cè)中采用的是Aerodyne CO₂ Isotope Monitor二氧化碳同位素監(jiān)測(cè)儀，

2、來(lái)自NATURE () 上的科學(xué)報(bào)告

忽視日變化導(dǎo)致陸地一氧化二氮排放的不確定性

Neglecting diurnal variations leads to uncertainties in terrestrial nitrous oxide emissions^[3]

Narasinha J. Shurpali1， üllar Rannik2， Simo Jokinen1， Saara Lind1， Christina Biasi1，

Ivan Mammarella2， Olli Peltola2， Mari Pihlatie2，3， Niina Hyv?nen1， Mari R?ty4，

Sami Haapanala2， Mark Zahniser5， Perttu Virkaj?rvi4， Timo Vesala2，6，7 & Pertti J. Martikainen1

3、意大利北部泥漿擴(kuò)散期間通過(guò)渦流協(xié)方差對(duì)氨揮發(fā)動(dòng)力學(xué)的測(cè)量研究

Dynamics of ammonia volatilisation measured by eddy covariance during slurry spreading in north Italy （Agriculture， Ecosystems and Environment 219 (2016) 1–13）

Rossana Monica Ferraraa， Marco Carozzib，*， Paul Di Tommasic， David D. Nelsond， Gerardo Fratinie， Teresa Bertolinif， Vincenzo Magliuloc， Marco Acutisg， Gianfranco Rana

4、使用量子級(jí)聯(lián)激光光譜儀（QCLS）對(duì)COS，CO2，CO和H2O進(jìn)行連續(xù)且高精度大氣濃度的測(cè)量

Continuous and high-precision atmospheric concentration measurements of COS， CO2， CO and H2O using a quantum cascade laser spectrometer (QCLS) （Atmos. Meas. Tech.， 9， 5293–5314， 2016）

Linda M. J. Kooijmans1， Nelly A. M. Uitslag1， Mark S. Zahniser2， David D. Nelson2， Stephen A. Montzka3， and Huilin Chen1，4

羰基硫（COS）是總初級(jí)生產(chǎn)量的有效示蹤劑，因?yàn)槠淇梢员恢参镂?，類似于CO2的吸收方式。為了探索和驗(yàn)證這種新型示蹤劑的應(yīng)用，我們進(jìn)行了對(duì)COS和CO2的連續(xù)且高精度的原位測(cè)量。在這項(xiàng)研究中，采用Aerodyne量子級(jí)聯(lián)激光光譜儀（QCLS）與空腔衰蕩光譜儀，我們總結(jié)了對(duì)COS、CO2和CO測(cè)量的不同貢獻(xiàn)值。

5、集約化經(jīng)營(yíng)恢復(fù)后草地的溫室氣體（CO2，CH4和N2O）收支研究

Greenhouse gas budget (CO2， CH4 and N2O) of intensively managed grassland following restoration（Global Change Biology (2014) 20， 1913–1928， doi: 10.1111/gcb.12518）

LUTZ MERBOLD1， WERNER EUGSTER1 ， JACQUELINE STIEGER1 ， MARK ZAHNISER2 ，DAVID NELSON2 and NINA BUCHMANN1

6、生態(tài)系統(tǒng)-大氣CO2交換的同位素組成的長(zhǎng)期性渦度協(xié)方差測(cè)量研究

Long-term eddy covariance measurements of the isotopic composition of the ecosystem–atmosphere exchange of CO2 in a temperate forest（Agricultural and Forest Meteorology 181 (2013) 69–84）

R. Wehra，b，?， J.W. Mungerb， D.D. Nelsonc， J.B. McManusc， M.S. Zahniserc，S.C. Wofsyb， S.R. Saleskaa，??

7、采用基于QCL的渦度協(xié)方差法及推理模型測(cè)量泥炭地表面 - 大氣的氨交換研究

Surface–atmosphere exchange of ammonia over peatland using QCL-based eddy-covariance measurements and inferential modeling（Atmos. Chem. Phys.， 16， 11283–11299， 2016）

Undine Z?ll1，*， Christian Brümmer1， Frederik Schrader1， Christof Ammann2， Andreas Ibrom3， Christophe R. Flechard4， David D. Nelson5， Mark Zahniser5， and Werner L. Kutsch6

8、快速響應(yīng)氣體分析儀在野外條件下進(jìn)行一氧化二氮通量測(cè)量的比較研究

Intercomparison of fast response commercial gas analysers for nitrous oxide flux measurements under field conditions（Biogeosciences， 12， 415–432， 2015）

ü. Rannik1， S. Haapanala1， N. J. Shurpali2， I. Mammarella1， S. Lind2， N. Hyv?nen2， O. Peltola1， M. Zahniser3， P. J. Martikainen2， and T. Vesala1

9、北美生長(zhǎng)旺季碳總收入高峰以中西部為**

Peak growing season gross uptake of carbon in North America is largest in the Midwest USA

PUBLISHED ONLINE: 1 MAY 2017 | DOI: 10.1038/NCLIMATE3272

TimothyW. Hilton1*， Mary E. Whelan1，2， Andrew Zumkehr1， Sarika Kulkarni3?， Joseph A. Berry2， Ian T. Baker4， Stephen A. Montzka5， Colm Sweeney5， Benjamin R. Miller5 and J. Elliott Campbell1

10、跟蹤固碳

Tracing carbon fixation

NATURE CLIMATE CHANGE | VOL 7 | JUNE 2017

Alexander Knohl and Matthias Cuntz

地表模型在模擬陸地碳循環(huán)方面表現(xiàn)出很大的差異。 示蹤羰基硫化物的大氣觀測(cè)允許選擇*實(shí)際的模型。

右圖所示，兩個(gè)NOAA監(jiān)測(cè)點(diǎn)（WBI和CAR）的大氣COS濃度分布和不同過(guò)程的COS降水。通過(guò)NOAA監(jiān)測(cè)點(diǎn)的空中觀測(cè)，對(duì)來(lái)自陸地和大氣運(yùn)輸模式估算出的COS濃度的大氣剖面進(jìn)行了對(duì)比。各自流程的數(shù)據(jù)為COS縮減模型的支撐。較大的降幅出現(xiàn)在光合速率較高的地區(qū)，而小幅度下降則表明光合速率低的地區(qū)。

11、基于閉路量子級(jí)聯(lián)激光光譜儀的渦度協(xié)方差法對(duì)亞熱帶蔬菜田氮氧化物通量測(cè)量的適用性研究

Applicability of an eddy covariance system based on a close-path quantum cascade laser spectrometer for measuring nitrous oxide fluxes from subtropical vegetable fields

Atmospheric and Oceanic Science Letters， 2016 ?

WANG Donga，b， WANG Kaia， Eugenio DIAZ-PINESc， ZHENG Xunhuaa and Klaus BUTTERBACH-BAHLc

12、用于自動(dòng)箱測(cè)量系統(tǒng)

13、測(cè)量蒸滲系統(tǒng)的痕量氣體

14、車載、機(jī)載、輪船等各種環(huán)境測(cè)量痕量氣體

本文參考文獻(xiàn)：

[1] ü. Rannik，S. Haapanala，et al." Intercomparison of fast response commercial gas analysers for nitrous oxide flux measurements under field conditions." Biogeosciences， 12， 415–432， 2015

[2] R. Wehr1， J. W. Munger2， et al. "Seasonality of temperate forest photosynthesis and daytime respiration" NATURE Vol 534， 30 June， 2016

[3] Narasinha J. Shurpali1，et al." Neglecting diurnal variations leads to uncertainties in terrestrial nitrous oxide emissions" Scientific Reports 6:25739 DOI: 10.1038/srep25739