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COS和CO2作为大气示踪物,用于将陆地上碳的交换分成呼吸和光合两部分,这对于预测气候-碳反馈机制及对陆地上大量碳存储的影响至关重要。大气中的CO也可随机氧化成CO2参加入呼吸和光合过程。
含碳气体在生态系统碳循环研究以及气候变化中有着重要作用,通过测量CO2或者COS来估算GPP,而不只是NPP。COS近来被应用于陆地植物CO2吸收的潜在指示因子,COS只与CO2的光合吸收有关,而与呼吸无关;COS与CO2不同,植物吸收后不释放,因此可以作为研究总光合的研究工具,耦合COS和CO2的测量,可以提供深入研究生态系统对环境变化响应的机制。
测量原理
Aerodyne品牌羰基硫(COS)痕量气体通量监测系统,采用可调谐红外激光直接吸收光谱(TILDAS)实现高灵敏度,高精度,高频率(10Hz)在线测量,测量精度堪比IRMS。可以进行涡度协方差、自动箱等测量模式。直接测量COS、CO2、H2O和CO等多种痕量气体。配套软件提供灵活的仪器控制和实时数据分析。具备复杂程序的阀门控制能力,实现自动化背景校准。特殊管路设计有效减小水分子凝结。热电制冷技术,保证激光器所需要的低温。总控设计,远程控制,适应于野外长期无人值守的测量。
该仪器使用可调谐红外激光直接吸收光谱(TILDAS),在中红红外波长段,以探测分子显著的指纹跃迁频率。进一步提高了灵敏度,采用了获得的多光程吸收池技术——其光路可达76m。直接吸收光谱法,可以实现痕量气体浓度值的快速测量(<1s),而且不需要精细的校准流程。此外,TILDAS技术,使的仪器不受其他分子类型的干扰,能够进行非常精准的检测。
技术指标
测量精度(2050 cm-1 (1𝜎))1s/100s :
COS:5ppt/2ppt;CO2:100ppb/25ppb;
CO:0.4ppb/0.1ppb; H2O:5ppm/2ppm;
响应时间:10Hz(1-10Hz可调)
操作温度:10-35℃
采样速率:0-20 slpm
数据输出:RS232、USB和以太网
测试数据
1Hz采样频率下获得的谱图:
应用案例
文献:
1、南方大平原农田中羰基硫化物的来源和汇
每日土壤COS通量与CO2通量的关系。两者通量具有非常好的相关性,基于无界限的SWC:FCOS=0.359FCO2 – 1.373(r=0.81) 对于SWC>20%。
2、中纬度森林中羰基硫化物的季节通量
月平均 OCS (FOCS, pmol⋅m−2⋅s−1; 黑色)和 CO2(FCO2, µmol⋅m−2⋅s−1; 绿方块) 2011年通量. u* > 0.17 m⋅s−1 for all data. (A) OCS和CO2月总量. 空气温度 (红色三角形; °C) 和土壤表层温度 (橘红色钻石形; °C); CO2净通量包括交换和存储, 但是不需要 OCS参与. (B)夜间的 OCS(黑色) 和 CO2(绿色) 通量(PAR < 40 µE⋅m−2⋅s−1). (C) 日间的OCS和 CO2通量在 PAR > 600 µE⋅m−2⋅s−1. 误差线表示在月内所有数据的95%部分处于可置信区间。