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        儀器快訊周刊351期

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        大氣研究觀測站,布魯克紅外常相伴

        儀器信息網 2019/09/30 10:28:31 點擊 592 次

        天雖入秋,比往年來的晚一些;

        因為全球變暖,還挺嚴重!

        WeChat Image_20190930101204.jpg

        從1901到2012年平均漲了1.5℃以上,

        按照這種形勢,再過100年,夏天的美眉們應該穿的更清涼了吧~

         

        溫室氣體CO2CH4的超量排放是主要原因,這個是全球共識。

        WeChat Image_20190930101323.jpg


        超量排放:物質是守恒的,藏在地底下的石油煤炭被利用燃燒后氣體排放(Fossil fuel & industry),超過了陸地上光合作用吸收(Land sink)和海洋中光合作用吸收的量(Ocean sink),平衡被打破, 因此在大氣中積累的溫室氣體逐漸增加。

         

        WeChat Image_20190930101413.jpg

        這是全球大氣中CO2的增長趨勢

         

        WeChat Image_20190930101448.jpg這是我國CO2的濃度分布圖


        敲黑板

            排都排了,總得知道全球不同地點的,不同大氣層高度的,不同時間點大氣中氣體成分比例的變化。

         

            這個時候監測的目標不局限在溫室氣體了,還有酸性氣體,大氣臭氧層等。

         

           先氣體采樣再進行實驗室儀器分析,實施監測自然方便,然而采集到的氣體樣品高度有限(幾百米),而且無法連續采集。

         

            野外監測站點具備連續采集的能力,然而采集的數據局限在所在地(經緯度和高度),且所監測氣體的成分數量有限。


        鑒于各種原因,全球建立了多個氣體監測網,基于紅外技術的有如下:


        1. 地基中紅外遙感監測網NDACC-IRWG

        Network for the Detection of Atmospheric Composition Change – Infrared Working Group(大氣成分變化監測網——紅外工作組),全球網點分布如下,中國暫時沒有。

        WeChat Image_20190930101646.jpg



        采用Bruker IFS 125HR紅外光譜儀,實驗室搭建如下:


        WeChat Image_20190930101718.jpg


        2. 地基近紅外遙感監測網TCCON

        WeChat Image_20190930101756.jpg


        全球網點如下,計劃中有中國合肥的一個監測點,主要監測CO2, CH4, CO, N2O, H2O, HDO, HF, O2等氣體。

        WeChat Image_20190930101821.jpg在全球范圍內在工作的超過25個監測點,全部采用Bruker IFS 125HR 超高分辨率紅外光譜儀。


        WeChat Image_20190930101843.jpgWeChat Image_20190930101901.jpg


        氣體濃度含量從ppt ppm 統統不在話下。


        WeChat Image_20190930101929.jpg


        Tip:氣體的紅外定性定量需要超高分辨,如下圖,在極夜條件下,月光作為光源,分辨率設置到0.02cm-1得到的HNO3氣體紅外譜圖。

         

        WeChat Image_20190930102006.jpg

        3. 地基近紅外遙感監測網COCCON

        WeChat Image_20190930102045.jpg相對于前面兩個監測網,這里采用可移動,較低成本的光譜儀--Bruker EM27/SUN。這款皮實耐用的光譜儀,收到廣泛的認可,全球的監測點已經超過了TCCON



        相對于IFS 125HREM27/SUN監測的氣體成分要少很多,當然,如果只關注具備C成分的氣體, 那是綽綽有余的。


        一排排的設備在監測,服不服! 

        核心是Rocksolid干涉儀,真心穩! 


        不怕車震,多個地點奔波測試。


        不怕船震,隨科考船到處環游世界。


        在草原上馬震嘛,那肯定也不是問題啊。

        WeChat Image_20190930102337.jpg

        Tip:太陽光作為儀器的光源。


        回到原點,為什么是紅外,

        而且必須是Bruker的?

        WeChat Image_20190930102406.jpg圖中上半部分圖譜在其他產品看來只會“亂花漸欲迷人眼”,實在看不懂;  對于Bruker紅外來講,卻只是“淺草才能沒馬蹄”,實在沒難度!

        [來源:布魯克光譜]  
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