حسب نشرة المنظمة العالمية للأرصاد الجوية بشأن غازات الدفيئة ( 18 ، 2022 / 10 / 26 ) ، فإن المتوسط العالمي2، CH4ن2تركيز ثاني أكسيد الكربون2415.7 ± 0.2 جزء في المليون ، الفصل41908 ± 2 جزء في المليون ، ن2س 334.5 ± 0.1 جزء في المليون .

الأساليب الحالية لرصد غازات الدفيئة تشمل قياس تركيز عمود من سواتل اﻻستشعار عن بعد ، قياس تركيز الغلاف الجوي في الغلاف الجوي في المناطق الحضرية الخلفية ، برج قياس تركيز الغلاف الجوي ، دوامية ارتباط تدفق قياس محيط الغلاف الجوي بالقرب من السطح ، قياس تدفق غازات الدفيئة في التربة ، مؤسسة تحويل فورييه مطيافية القياس عن بعد ، وهلم جرا .

متطلبات أعلى القرار المكانية والزمانية قياسات سطح الأرض ، مثلرصد تسرب غازات الدفيئة بالقرب من السطح ، وتقييم كثافة انبعاثات غازات الدفيئة في منطقة معينة ، والتحقق من بيانات الاستشعار عن بعد بالسواتلوما إلى ذلك ، هناك حاجة إلى تقنيات وأساليب رصد مبتكرة .

وفي الوقت الحاضر ، يمكن استخدام سواتل الاستشعار عن بعد في قياس تركيز غازات الدفيئة في عمود الغلاف الجوي ، ويمكن تقييم انبعاثات غازات الدفيئة على الصعيد الإقليمي باستخدام أبراج المراقبة والطائرات بدون طيار . بسببمراقبة غازات الدفيئة من المركبات الجوية بدون طيار لديها خصائص المرونة والمرونة .التي يمكن أن تساعد الباحثينالحصول على أعلى دقة البيانات المكانية والزمانيةهذا هو تكملة مفيدة للاستشعار الساتلي عن بعد وبيانات المراقبة الثابتة نقطة برج .

نموذجي قياس مدى الأقمار الصناعية والطائرات والطائرات بدون طيار

المصدر / بنج لو وآخرون ، 2020

بعض الأعمال السابقة تشمل : على متن طائرة ثابتة الجناحين )SkyArrow ERA， إيطاليا Magnaghi Aeronautica S.P.A .حملli-7500 ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء محلل( Gioli B et al . , 2006 , 2007 ; قياس ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي طبقة الحدود2تقدير نقطة المصدر المشارك2إطلاق قوة ; حملli-7700 محلل غاز الميثان( Gasbarra D et al . , 2019 ) , دراسة الفصل في مكب النفايات4الانبعاثات .

تطبيق li-7500 في سماء منطقة العصر منصة قياس

في السنوات الأخيرة ، مع التقدم في تكنولوجيا الليزر الطيف ،ردود الفعل البصرية تجويف تعزيزطيف امتصاص الليزرالتكنولوجيا ( OF-CEAS )تبرز من الحشد . هذه التكنولوجيا الجديدة قد تحسنت كثيرادقة القياس ( انظر أدناه للحصول على مزيد من التفاصيل )وفي الوقت نفسه ، أدركتقلص تجويف بصريالهدف . مثل لي كور أطلقت سلسلة عالية الدقة محلل غازات الدفيئة ، حجم تجويف بصري فقط6.41سم3، وتقصير كبير في قياس زمن الاستجابة --أقل من 2 ثانيةوبالإضافة إلى ذلك ، فإن التكنولوجيا لديها انخفاض استهلاك الطاقة ، فقط 22 واط ، واثنين من بطاريات الليثيوم دعم 8 ساعات من القياس . الوزن فقط 10.5kg ، ومناسبة جدا للاستخدام في الطائرات بدون طيار .

من أجل تلبية الطلب على البحوث العلمية الجديدة ، بكين ligotai التكنولوجيا المحدودةعالية الدقة المحمولة جوا ن2O، CH4و CO2منصة قياس غازات الدفيئةمنتدى

باستخدام التغذية المرتدة البصرية تجويف تعزيز امتصاص الليزر الطيفي ( ofceas ) ، عالية الدقة قياسن2O، CH4و CO2هو مناسبة لأنّ المحمول قياس تركيز الغلاف الجوي .

• أطلق في عام 2018
  عالية الدقة الفصل li-78104و CO2، H2س محلل
  لي 7815 عالية الدقة المشارك2، H2س محلل
  
• إطلاق عام 2020
  li-7820 عالية الدقة لا2، H2س محلل
• أطلق في عام 2023
  شركة عالية الدقة li-78252同位素、 NH3محلل

المعلمات التقنية الرئيسية منصة قياس

• دفيئةقياس الغاززمن الاستجابة ( t10-t90 ) : < 2S
• دقة القياس :
  كو2س0.04ppm@400ppm( متوسط بيانات 5S )
  CH4س0.25ppb@2000ppb( متوسط بيانات 5S )

  ن2أوه:0.20ppb@330ppb( متوسط بيانات 5S )

  
  

  دقة li-7825
  δ13جيم
  متوسط إشارة ثانية واحدة أقل من 0.5 في المائة . متوسط 5 دقائق إشارة 0.04 في الألف
  δ18أ
  متوسط 5 دقائق إشارة < 0.1 ‰ @ 400 جزء في المليون
  δ17أ
  متوسط 5 دقائق إشارة < 0.4 ‰ @ 400 جزء في المليون

• الاقلاع الوزن : 45kg
• ساعات العمل : > 45 دقيقة
• معيار سرعة المبحرة : 8M / S
• max巡航速度： 15 متر / ثانية
• مقاومة الرياح : ماكس 5 مستوى الرياح
• استخدام البيئة : - 20 ℃ - 45 ℃ ؛ يمكن أن تطير في المطر
• قياس الارتفاع : 0-2000m

حالة الطلب

تجربة تجريبية

استخدامعالية الدقة المحمولة جوا الفصل4و CO2منصة قياس غازات الدفيئةدراسة انبعاثات غازات الدفيئة من حديقة صناعية .

فترة القياس الفرضية : ( 1 )حديقة صناعيةفي حالة التشغيل العادية دون انقطاع . ( 2 ) استقرار الأحوال الجوية أثناء قياسات الطيران؛ ( 3 ) التغيرات العمودية لغازات الدفيئة والظروف الجوية في الغلاف الجوي طبقة الحدود أكبر بكثير من التغيرات الأفقية؛ ( 4 ) قياس ارتفاع غازات الدفيئة والهواء مختلطة تماما ، ومعظمهم من التأفق .

وبناء على ما تقدم ، يجب أن تكون الرحلة أقل من خشونة الطبقة الفرعية ( يحددها الرياح درجة الحرارة والرطوبة الشخصي ، أو يقدر أن يكون ثلاثة أضعاف متوسط ارتفاع المبنى في منطقة الدراسة ) و تقع بالقرب من الطبقة . الطائرات بدون طيار يجب الحفاظ على سرعة موحدة قدر الإمكان ، وحلقت بسلاسة ، زاوية الملعب لا أكثر من 5 درجات ، المتداول زاوية لا أكثر من 20 درجة .سفي محاولة للحفاظ على ارتفاع ثابت نسبيا مع الأرض . القياسات المطلوبة في فترات كبيرة من الاضطراب في الغلاف الجوي طبقة الحدود ، عادة من الساعة 00 / 10 إلى الساعة 00 / 16 . وفي الوقت نفسه ، من أجل التقليل إلى أدنى حد من الخطأ في اتجاه النقل الرأسي ، وسرعة الرياح من الدرجة 2-3 هو أفضل ، وتجنب الظروف الجوية غير المواتية مثل يوم غائم أو ممطر .

طريقة حفظ الكتلة على أساس التحكم في حجم يستخدم لقياس كثافة الانبعاثات من أعلى إلى أسفل عكس ( تيرا ) . استنادا إلى بيانات الرصد من ارتفاعات مختلفة ، التأفق التمويهعموديزيادة كثافة انبعاثات غازات الدفيئة .

عالية الدقة المحمولة جوا الفصل في الطيران4و CO2منصة قياس غازات الدفيئة

عينة الأرض وطريقة

المواد والأساليب

متوسط ارتفاع 1400 متر ، الأمطار السنوية أقل من 300 ملم ، اتجاه الرياح الغربية السائدة . رحلة تجريبية في كانون الأول / ديسمبر 2022 . اثنين من القياسات الرئيسية هي : ( 1 ) الغلاف الجويCH4و CO2تركيزصورة عموديّة ; ( 2 ) رحلة على طول محيط الحديقة الصناعية ، وقياس الفصل4شارك2تركيز . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن اتجاه الرياح ، سرعة الرياح ، درجة حرارة الهواء والرطوبة ، الضغط الجوي ، إحداثيات خطوط الطول والعرض والارتفاع المعلومات سيتم جمعها في وقت واحد أثناء الرحلة .

قياس المسار

مراقبة جودة البيانات الخام

جميع البيانات التي تم فحصها من قبل يعني المتحرك طريقة الترشيح و النقاط التي هي أكبر من 5 مرات من الانحراف المعياري من البيانات المقاسة هي علامة القيم الشاذة و القضاء عليها . قياس طلعة ، إذا كانت البيانات غير طبيعي أكثر من 30 ٪ ، علامة قياس غير صالحة ، تحتاج إلى إعادة الاختبار .

النتائج التجريبية

النتائج

صورة خلفية الغلاف الجوي

就CO2شارك في عملية قياس الارتفاع2وينبغي أن يكون التركيز أقل من التركيز الذي يقاس أثناء الهبوط . في رحلة الصعود ، بالقرب من الأرض قياس المشارك2تركيز عال ، حوالي 715ملغ/م3مع ارتفاع القياسات ، CO2وتوجد اتجاهات نحو الانخفاض في التركيزات بين 1900 و 2000 م . CO2انخفض التركيز إلى حوالي 680ملغ/م3وخلال فترة الهبوط ، كانت مساحة 2000-1900 متر في ذروة صغيرة ، حيث بلغت التركيزات نحو 800 متر .ملغ/م3، هناك ذروة بين حوالي 1600-1700 م ، مع تركيز حوالي 900ملغ/م3منتدى

كو2 صورة الغلاف الجوي

CH4صورة الغلاف الجوي

في الفصل4قياس ارتفاع الرحلة4تركيز أقل قليلا من قياس تركيز في الانخفاض . الفصل بالقرب من السطح4تركيز عال ، حوالي 1.24 مغ / لترم3مع زيادة الارتفاع ، CH4تركيز الميثان انخفض إلى 1.16 مغ / لتر في حوالي عام 2020 م .م3منتدى

حديقة صناعية

في الجزء الجنوبي من الحديقة ، وارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربون2تركيز المنطقة ، على مسافة 75-100 متر من سطح الأرض ، تركيز حوالي 495 جزء في المليون . الثانية ، 175-200 متر فوق سطح الأرض ، مع تركيز حوالي 505 جزء في المليون . النقطة الثالثة هي 100-125m من الأرض ، مع تركيز حوالي 520ppm . . . . . . . CH4بيانات مماثلة ،100-125m من الأرض ، هناك الفصل4تركيز عال في المنطقة حوالي 3794.35ppb . . . . . . .

كو2شبكة البيانات المكانية

CH4شبكة البيانات المكانية

حساب كثافة الانبعاثات

على أساس عددي حفظ المعادلة و نظرية الاختلاف ، فإن هذه الورقة تعتبر أن الاختلاف الشامل في السيطرة على حجم يساوي الشامل الشامل تدفق من خلال التحكم في حجم السطح . من خلال بناء التحكم في حجم حول مصدر الانبعاثات ، حساب التدفق على أربعة أسطح السطح العلوي من التحكم في حجم دون النظر في الغلاف الجوي الترسيب .

تظهر البيانات أن شركة المجمع الصناعي2كثافة الانبعاثات12.539 كجم / ثانية ± 0.640 كجم / ثانيةCH؛4كثافة الانبعاثات21.521 غ / ثانية ± 3.424 غ / ثانيةمنتدى

النتائج التجريبية

الاستنتاجات

استخدامعالية الدقة المحمولة جوا ن2O، CH4و CO2منصة قياس غازات الدفيئة，الجمع بين نموذج رياضيقادرة على العمل في منطقة معينةكثافة انبعاثات غازات الدفيئةإجراء تقييم كمي .

المراجع

( 1 ) نشرة المنظمة العالمية للأرصاد الجوية بشأن غازات الدفيئة - العدد 18

【2】 بينغ لو، فوونغ د. داو، جيانغوي ليو، يوهونغ هو، جيالي شانغ. 2020. التقدم الأخير في تكنولوجيا التصوير الفائق الطيفي والتطبيقات في الزراعة. الاستشعار عن بعد 12(16): 1-44.

Carotenuto F ، Gualtieri G ، Miglietta F ، وآخرون. تقدير قوة انبعاثات CO2 المصدر الصناعي النقطي مع قياسات الطائرات ونمذجة التشتت [J]. رصد وتقييم البيئة، 2018، 190: 1-15.

Gasbarra D ، Toscano P ، Famulari D ، وآخرون. تحديد موقع وقياس انبعاثات الميثان المتعددة في مدافن النفايات باستخدام بيانات الطائرات [J]. التلوث البيئي، 2019، 254: 112987.

Gioli B، Miglietta F، Vaccari F P، وآخرون. Sky Arrow ERA، منصة جوية مبتكرة لمراقبة تبادل الكتلة والزخم والطاقة للنظم الإيكولوجية [J]. 2006.