YP官网示优又到了我们给大家分享有关高精度温室气体检测方法的时候了，同时我们也会对与之对应的温室气体检测标准进行一样的解释哦，希望小伙伴们可以仔细的阅读，如果能对你们正好有所帮助，记得支持一下本站哦。
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微气象学法
和箱法相比，微气象学法是一种开放式的测量方法，无论那种微气象法，它们的共同特点可归纳为以下几点：其一，所测气体通量值是较大范围内（一般为100～1000m）的平均值，减少了密闭系统采样带来的误差，同时大大改善了观测结果的代表性。 其二，测量装置一般位于被测区域的下风方向处，因此，实验装置及观测活动基本不会干扰被测区域的自然环境状况。 其三，微气象学方法的观测一般持续较长时间，因此能得到被测区域微气象要素的时间变化，进而获得被测气体交换特征的时间变化。 基于微气象学方法的上述基本特征，该方法主要适用于较大尺度宏观均匀的区域。 在测量期间大气状况基本不变的情况下，在常通量层中某一高度上测得的气体通量可以认为能够代表地表的气体排放（吸收）通量。长期观测结果表明，常通量层的高度一般是测点上风方向水平均匀尺度的0.5％～1％（Dy-er，1963）。
应当特别指出，严格来讲，常通量层条件是微气象学方法（除质量平衡法外）测量气体通量的最基本条件。 在实际情况下，这一条件往往由于下述原因而得不到满足或不能得到完全满足。 这些原因是：其一，在测量高度和地表之间的气柱内发生与被测气体有关的化学反应；其二，在测量高度和地表之间的气柱内发生被测气体储量变化；其三，在测量高度和地表之间的气柱内存在被测气体浓度的水平梯度，并导致该气体的平流。 在气体通量测量中，微气象学法有效应用的一个关键问题是能否解决该方法本身所要求的高精度测量。 微气象学法一般要求测量常通量层中有关气象要素和被测气体浓度的垂直梯度。 对于温室气体通量观测来讲，这是一项很高的要求。 一方面这是因为温室气体的常通量层高度一般较低，按水平均匀下垫面的0.5％计算，尺度为500m的水平均匀区域的常通量层也仅为25m，在25m高的范围内选取两个高度进行测量，这就要求观测仪器能够感应较小高度差范围内的被测气体浓度变化。 另一方面，在近地表中，绝大多数温室气体浓度的垂直梯度是很小的，这要求测量仪器有较快的时间响应和较高的灵敏度。 由此可见，为保证微气象学法的有效性，观测场地的水平均匀尺度最好在500m以上。
综上所述，当前在温室气体排放（吸收）现场测量中主要使用的方法是箱法和各类微气象学方法。 箱法适用于小区域和过程研究，但与陆地的大面积、低强度面源的基本特征不相适应、因此在实际应用中只能要求进行多点、重复和长时间周期观测，并对观测资料进行合理的统计处理。 微气象学法避免了箱法工作原理上的局限性，可适用于较大尺度范围的测量，但它对地表均匀度，大气状态以及传感器的技术条件提出了更高的要求。 不仅如此，理论上讲，所有微气象学方法中只有涡度相关法是直接测量通量的方法，而其他方法或是利用相似性假设，或是利用经验关系，使得测量结果的真实性受到影响。 可见，无论哪种方法都有其本身的局限性或技术难点，从这个意义上讲，陆地温室气体排放（吸收）的准确测定仍然是一个未解决的问题。
当前，在温室气体排放（吸收）的研究中，有两个基本事实值得注意。 其一，根据大气中主要温室气体浓度变化的实际观测结果，科学家们提出了甲烷已知源的排放通量估计方面也有很大的不确定性（第1章表1.1）。 其二，到目前为止，对全球温室气体排放量的估计几乎全部来自数量有限的箱法观测结果。 而这些箱法测量结果的准确度有多大，这是一个很难回答的问题，原因是由于温室气体排放的时空变异性以及箱子设计和操作的差异，很难对不同观测结果进行定量评价。一些观测结果表明，和微气象学法相比，箱法给出的观测结果似乎偏低。 但这一结论有很大的不确定性，并不能说明微气象学法的测量精度比箱法高。这一方面是由于不同微气象学法本身所给出的结果离散性较大，并且已有通量梯度法测量结果偏低的报告。 另一方面，由于箱法和微气象学法的工作原理不同，对二者的观测结果的比较应充分考虑到箱子的大小、箱法与微气象学法观测点位的相对位置、传感器所处的高度、地表的粗糙度、上风方向均匀地表的水平尺度、风速以及大气稳定度等一系列因素。 应当指出，随着技术的发展，微气象学法有希望在温室气体排放（吸收）测量中获得更广泛的应用。 但是，箱法在过程研究和多个小区域实验中所显示的优越性是无法用微气象学法代替的。
甲烷检测中采用红外和催化传感器哪种更好？
甲烷探测器对监测各种应用的有效性和安全性至关重要。本文阐述了为什么红外（IR）传感器是探测甲烷的首选。就在30年前，矿工们只能靠使用金丝雀来警告他们矿井中存在高浓度的甲烷或一氧化碳。幸运的是，现在传感技术已经发展起来了，并且气体探测可选择的方法也越来越多。气体探测器能够量化和探测环境和工业气体，如甲烷、一氧化碳和二氧化碳，因而它们在确保广泛的应用和生产过程的有效性和安全性方面发挥着关键作用。
图1 甲烷分子示意图
气体探测器广泛用于监测甲烷浓度和泄漏探测
天然气主要由甲烷组成，被广泛用于发电。甲烷是一种温室气体，具有高度易燃性，可以与空气形成爆炸性混合物。在天然气开采、运输和发电过程中探测泄漏是至关重要的，因为甲烷泄漏可能导致破坏性结果。在化学工业中，甲醇、合成气、乙酸和其他商用化学品的生产，都依赖于甲烷气体传感器来确认生产过程是否有效且安全地运行。甲烷可能影响人的健康和环境，所以测量大气中的甲烷水平来监测环境条件的变化也变得越来越重要。
商用气体探测技术
市场上有各种各样的甲烷气体探测器和传感器，它们各有优缺点：• 电化学传感器电化学传感器通过甲烷与电极的腐蚀或氧化反应产生电流，该电流的大小可用于确定气体浓度。由于电极是暴露在大气中的，可能发生化学污染和腐蚀，因此电化学传感器需要经常更换。• 氢火焰离子化探测器（FID）FID使用氢火焰来电离甲烷气体，电离的气体会产生电流，计算该电流可以确定气体浓度。虽然FID准确且快速，但它们需要明火、氢气源和纯净空气供应，这意味着FID并不适合某些应用。• 催化传感器催化传感器通过催化氧气和甲烷的反应，产生的热量会引起传感器中的电阻变化，由此可以测量甲烷浓度。虽然催化传感器坚固且廉价，但运行时对氧气的需求是必不可少的，并且它们易受污染、中毒和烧结。因此需要频繁地校准和更换。• 半导体传感器工作原理与催化传感器类似，半导体传感器与甲烷反应，引起电阻变化，以此来计算气体浓度。与催化传感器一样，半导体传感器也易受污染和中毒。• 红外传感器红外传感器利用红外光束探测和测量大气中存在的任何气体。虽然红外传感器比其他传感器贵一点，但它们持久耐用。因此，红外传感器已成为探测各种气体的主要技术。
红外传感器是甲烷探测的首选技术
非分散红外（NDIR）传感器通常由IR源、IR探测器、采样腔和滤光器组成。通常，包含参考气体的第二个腔与采样腔平行运行。IR光透过大气采样腔施加到探测器上。采样腔中的甲烷气体会吸收特定波长的IR光。探测器前面的滤光器会阻挡掉非所选波长的光，因此探测器仅测量指定波长的衰减变化，（利用气体浓度与吸收强度的关系）可确定存在的甲烷浓度。与其它气体探测技术相比，红外传感器具有许多优点：它们具有内置的故障安全系统，这是因为它们可以用小信号代表高浓度气体，而在其他传感器中，小信号或无信号意味着零或低浓度。如果探测器发生故障或失灵，则不会记录IR辐射，这将触发警报。NDIR传感器也比需要燃烧混合气体的方法更精确。
在某些情况下，NDIR传感器甚至允许同时存在两种可燃气体时，可以检测其中一种可燃气体组分。尽管当用户无法确定气体混合物是否易燃时，的确存在一定限制。与其它可用类型的传感器不同，IR探测器不与甲烷气体相互作用。大气中的气体和任何污染物仅与光束相互作用。因此，探测器可密封以防止损坏，因而具有较长的使用寿命。红外探测器和其它传感器一样，也可提供准确的结果和快速的响应时间。半导体、催化、电化学传感器和FID都要求目标气体的浓度必须低于爆炸浓度的下限，但是IR传感器则可以实现0~100%气体浓度的精确计算。而且它们不需要外部气体或氧气来运行。红外传感器也存在一些缺点，它们可能会受到压力和温度调节的不利影响。尽管如此，先进的红外传感器现在可以进行压力和温度补偿，这意味着这种耐用且可靠的传感器劣势已经最小化。IR传感器现在被选为甲烷和其他工业和环境相关气体的探测方法。
Edinburgh Sensors公司Gascard NG实现可靠的气体探测
图2 Edinburgh Sensors的Gascard NG（Edinburgh Sensors是高品质气体传感解决方案的领先供应商，提供全系列的NDIR传感器，可用于二氧化碳、一氧化碳和甲烷的可靠探测）据麦姆斯咨询介绍，Gascard NG是种可被原始设备制造商（OEM）简单地集成到各种系统中的气体传感器，能够可靠且准确地计算二氧化碳、一氧化碳和甲烷气体浓度。一些红外传感器会受到压力或温度的影响，但Gascard NG采用了强大的压力和温度校正功能，以确保在各种环境中获得准确的结果。Gascard NG可用于各种研究、环境和工业应用中的甲烷探测，包括污染监测、农业研究、化学加工等等。
全球首个全自动城市温室气体排放传感器网络在慕尼黑投放使用
据外媒报道， 慕尼黑拥有了世界上第一个基于地面大气遥感测量城市温室气体排放的全自动传感器网络。 它是由德国慕尼黑工业大学(TUM)环境传感与建模教授Jia Chen团队的科学家开发。现在，任何人都可以通过互联网平台查看测量数据。
传感器网络MUCCnet由五个分析太阳光谱的高精度光学仪器组成。它们负责测量气体的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和一氧化碳(CO)的浓度。由于每种气体都有其独特的光谱“指纹”，所以这些气体的浓度可以通过仪器跟太阳之间的气柱来测定。“通过测量大气的垂直柱，可以消除当地的干扰如邻近烟囱的不成比例的影响。因此，这种温室气体平衡被认为是特别可靠和准确的，”Jia Chen教授说道。
MUCCnet的一个测量设备位于TUM的主校区，用于测量市中心的浓度。其他四个设备则位于慕尼黑城市边界的四个主要方向。
Chen用简单的术语解释了这个原理：“我们在城市的逆风处设置了一个传感器，在逆风处设置了第二个。所以第一个传感器和第二个传感器之间的气体增加一定是由城市内部产生的。”而为了覆盖尽可能多的风向，每个基本方向都有一个传感器。通过输入传感器数据和气象参数，高性能计算机可以创建一个空间解析的城市排放图。
根据巴黎气候协议，大气测量不需要达到排放目标。“相反，我们在新闻上听到的排放数字是基于计算得出的，”Chen指出。
除此之外，这使得无法检测到迄今未知的来源如天然气管道的泄漏。因此，Chen领导的团队和项目负责人Florian Dietrich创建了MUCCnet从而能高精度测量排放、减少计算的不精确性。
由于德国在2022 年春季和2022 -2022 年冬季各封锁了一次，在这期间交通得到了大量的减少，这使得这场新冠危机为研究人员提供了一个有用的自然实验。
然而遗憾的是，二氧化碳的寿命很长（几百年），测量结果表明，即使是像这次大流行这样剧烈的全球事件也没有阻止大气中二氧化碳浓度每年都增加的情况发生。
自2022 年初以来，研究人员开设运营了一个网站，其不仅向每个人提供测量数据还解释了使用的设备和获取数据的原理。
“由于气候变化是一个全球性问题，慕尼黑网络应该只是第一步，”Chen说道。未来，她的团队将利用现有温室气体卫星的测量数据在全球范围内扩展在慕尼黑开发的方法和模型从而为理解和解决气候问题做出决定性贡献。
如何测量碳排放量？
碳排放量，对应的专业术语叫做碳通量（既包括碳排放和碳吸收）。本答案中除了讨论碳排放，还讨论了碳吸收。这是因为如果作为一个排放主体，如果还参与了植树造林之类的减排工程，也是可以抵扣碳排放额度的。碳吸收的测算问题同样重要。
碳通量目前主流的计算方法分两种，一种叫“自下而上（bottom-up）”的方法，一种叫“自上而下（top-down）”的方法
“自下而上”的方法把碳通量分成主要两部分：人为活动，生态系统活动
人类活动包括化石燃料燃烧等，涵盖了汽车尾气等，主要通过统计数据计算得到，即根据一个地区的燃料消费量，结合各种燃料燃烧的效率计算排放的碳量。具体来说就是根据国家统计局的地区石油、煤、天然气……的消费量，结合经验公式，计算出相应的排放量。其它答案主要在详细介绍这部分的计算过程。这也是实际上最广泛采用的统计方式。
生态系统活动则是生态学的研究内容之一，简单来说生态系统对大气碳的影响包括两个部分：1）光合作用固碳，这部分固定的碳总量叫做总初级生产力(Gross Primary Productivity, GPP)；2）生态系统呼吸（Re），包含植物自身的呼吸，以及动物食用了植物之后的呼吸。这两个部分相减就是净生态系统交换量（NEE = GPP - Re），也就是我们关注的生态系统这部分的碳通量。
为了计算NEE，通常会把它拆分为GPP跟Re分别计算，二者都跟太阳辐射、降水、湿度、气温等气候因素，以及地表植被覆盖情况有关。将这种关系，结合相应的数据，就能计算出相应的量出来。
这是一个很复杂的研究课题。
除了这两部分外，还有火烧事件（如森林大火、秸秆燃烧等事件，一般通过地方志、或者卫星影像来发现）、海洋吸收/排放、飞机排放、游轮排放……这些排放量比较小、或者不确定性比较低（海洋）
总之“自下而上”的方法就是把碳排放分解成若干分量，然后根据各自的特征进行统计，最后求和得到总得碳排放量。
显然，这样计算有很大的误差，所以最近发展了新的方法，叫做“自上而下”。之所以这么叫，是因为这个方法根据大气碳浓度观测，反算地表碳排放。
举个例子，如果知道一个地区每个时刻的大气碳浓度，就能知道这个地区一段时间内碳浓度增加或者减少了多少，这段时间的碳变化量由两部分组成：1）大气传输，也就是风吹来的与吹走的，2）当地的碳排放。第一部分通过连续的大气风速、风向观测就能计算出来，做
温室气体的同位素分析怎么做？
在全球和区域规模或具体的实践 上,同位素示踪、尤其环境同位素原位示踪技术,结合常规的通量分析方法,如 箱式法和涡度相关法,是开展温室气体源汇
关于高精度温室气体检测方法和温室气体检测标准的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
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