在生态系统碳循环研究中,传统闭路式气体分析仪因采样延迟、水汽干扰、管路吸附等问题,难以真实反映瞬时气体交换过程。而碳排放监测系统采用开路式设计+TDLAS技术,从根本上解决了这些瓶颈。
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TDLAS技术原理:利用CO₂、CH₄在中红外波段(如CH₄在3.3μm)具有强且尖锐的基频吸收线,通过激光波长扫描,精确反演气体浓度。相比NDIR或CRDS,TDLAS具有响应快、抗干扰强、无需频繁标定等优势。
系统性能参数亮眼:
- CO₂精度:0.13 ppm @ 10Hz
- CH₄精度:5 ppb @ 10Hz(相当于每立方米空气中5微克)
- 风速精密度:Uz达0.0005 m/s,满足涡度相关法对风速分辨率的严苛要求
配合CSAT3B超声风速仪,系统以100Hz同步采集三维风速(Ux, Uy, Uz)与超声温度,通过涡度协方差算法(Eddy Covariance)实时计算气体通量,无需假设稳态条件。
在青海高寒草甸观测站,碳排放监测系统连续运行两年,成功捕捉到冻融期CH₄脉冲式排放事件,为青藏高原碳循环模型提供了关键数据支撑。
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