应用案例

Picarro G2131-i（美国国家生态观测站网络（NEON）将向公众提供大气甲烷浓度数据）

发表时间：2024-04-17

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美国国家科学基金会(National Science Foundation)建立的美国国家生态观测站网络(NEON)是一个由巴特尔(Battelle)运营的大洲尺度观测网络，旨在收集长期开放获取的生态数据，以便更好地了解美国生态系统的变化。NEON的47个陆地和34个淡水观测站点支持了众多科学研究，这些研究描述了生态变化的特征，并将个别的局部测量结果与站点水平和大陆尺度的生态变化问题联系起来。目前NEON将关注点放在了CH₄观测上，从2021年7月15日开始，NEON将在其数据门户上向公众提供“L1甲烷浓度”数据(L1指的是1级浓度数据，即直接观测出来的浓度数据)。

甲烷的排放既有自然来源，也来自人类活动。甲烷是有机物质在厌氧条件下腐烂分解时产生的一种自然副产品。自然来源包括湿地、动物和昆虫的活动和消化、缺氧淡水水库，以及通过陆地和海洋渗漏或火山排放带出的储存在地下的甲烷。野火也会向大气中释放甲烷和二氧化碳。大气甲烷的主要吸收途径是氧化，CH₄与OH自由基反应最终转化为CO₂和H₂。

Picarro G2131-i CO₂同位素分析仪是NEON微气象塔上的一个标准仪器，它在47个地面观测塔均有布置。塔内装有各种传感器，用于收集气象和涡流通量数据。Picarro G2131-i分析仪安装在仪器室中，并连续测量植被冠层内和冠层上方不同高度的CO₂和CH₄气体浓度。Picarro G2131-i仪器始终能够测量甲烷浓度，但最初仪器得到的甲烷数据没有经过校准，因此，甲烷数据流并没有变成数据产品。在过去的一年中，NEON仪器系统团队一直致力于标准化以及校准Picarro G2131-i中的甲烷数据，在监测站点收集甲烷原始数据并且开发代码将甲烷原始数据转化为甲烷浓度数据产品。

当前大多数研究甲烷的研究人员都集中在产生甲烷最多的湿地。对于更干燥的高地地区的甲烷排放或吸收知之甚少。来自NEON监测站点的甲烷数据将填补我们对不同类型生态系统中甲烷来源和汇理解的关键空白。目前，甲烷只有1级(直接测量)浓度数据。虽然没有直接提供甲烷通量测量数据，但是，这让使用通量梯度法推导(L4)甲烷通量计算成为可能。

拓展

Picarro G2131-i同位素和气体浓度分析仪能够灵活应用于各种测量，从大气和海洋科学研究到食品与饮料的溯源、真实性无不涵盖其中。首先，这款分析仪能够测量二氧化碳中的δ¹³C，精度优于0.1&permil;。其次，它能够以200 ppb和50 ppb的精度同时分别测量二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄)的气体浓度。同时以ppm的精度测量水汽，从而来校准CO₂和CH₄并报告干气摩尔分数。

文章链接

https://www.neonscience.org/impact/observatory-blog/atmospheric-methane-concentrations-now-available-popular-demand

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