Мониторинг парниковых газов — это прямое измерение выбросов и уровней парниковых газов . Существует несколько различных методов измерения концентрации углекислого газа в атмосфере , включая инфракрасный анализ и манометрию . Метан и закись азота измеряются другими приборами. Парниковые газы измеряются из космоса, например, с помощью Орбитальной углеродной обсерватории и сетей наземных станций, таких как Интегрированная система наблюдения за углеродом .
Манометрия является ключевым инструментом измерения углекислого газа в атмосфере , сначала измеряя объем, температуру и давление определенного количества сухого воздуха. Образец воздуха высушивается путем пропускания его через несколько ловушек с сухим льдом , а затем собирается в пятилитровый сосуд. Температура измеряется с помощью термометра, а давление рассчитывается с помощью манометрии . Затем добавляется жидкий азот , в результате чего углекислый газ конденсируется и становится измеряемым по объему. [1] Закон идеального газа имеет точность до 0,3% в этих условиях давления.
Инфракрасные анализаторы использовались в обсерватории Мауна-Лоа и в Институте океанографии Скриппса в период с 1958 по 2006 год. ИК-анализаторы работают, прокачивая неизвестный образец сухого воздуха через ячейку длиной 40 см. Эталонная ячейка содержит сухой воздух, свободный от углекислого газа . [1] Светящаяся нихромовая нить излучает широкополосное ИК-излучение , которое разделяется на два луча и проходит через газовые ячейки. Углекислый газ поглощает часть излучения , позволяя большему количеству излучения, проходящего через эталонную ячейку, достичь детектора, чем излучению, проходящему через ячейку образца. Данные собираются на ленточном самописце. Концентрация углекислого газа в образце количественно определяется путем калибровки с помощью стандартного газа с известным содержанием углекислого газа . [1]
Титриметрия — еще один метод измерения углекислого газа в атмосфере , впервые использованный скандинавской группой на 15 различных наземных станциях. Они начали пропускать 100,0 мл образца воздуха через раствор гидроксида бария, содержащий индикатор крезолфталеин . [1]
Лидар дифференциального поглощения с разрешением по дальности (DIAL) — это средство измерения выбросов метана из различных источников, включая активные и закрытые свалки. [2] DIAL выполняет вертикальное сканирование над источниками метана , а затем пространственно разделяет сканы для точного измерения выбросов метана из отдельных источников. Измерение выбросов метана является важнейшим аспектом исследований изменения климата , поскольку метан является одним из наиболее влиятельных газообразных углеводородных видов. [2]
Закись азота является одним из наиболее значимых антропогенных озоноразрушающих газов в атмосфере. [3] Он выбрасывается в атмосферу в основном через естественные источники, такие как почва и скальные породы, а также в результате антропогенных процессов, таких как сельское хозяйство. Атмосферная закись азота также создается в атмосфере как продукт реакции между азотом и электронно-возбужденным озоном в нижней термосфере .
Эксперимент по химии атмосферы — спектрометр с преобразованием Фурье ( ACE-FTS ) — это инструмент, используемый для измерения концентрации закиси азота в верхней и нижней тропосфере . Этот прибор, прикрепленный к канадскому спутнику SCISAT , показал, что закись азота присутствует во всей атмосфере во все времена года, в основном из-за осадков энергичных частиц. [3] Измерения, проведенные прибором, показывают, что разные реакции создают закись азота в нижней термосфере, чем в средней и верхней мезосфере . ACE-FTS является важнейшим ресурсом для прогнозирования будущего истощения озонового слоя в верхней стратосфере путем сравнения различных способов, которыми закись азота выбрасывается в атмосферу. [3]
Орбитальная углеродная обсерватория (OCO) была впервые запущена в феврале 2009 года, но была потеряна из-за неудачного запуска. [4] Спутник был запущен снова в 2014 году, на этот раз под названием Орбитальная углеродная обсерватория-2 , с предполагаемым сроком службы около двух лет. Аппарат использует спектрометры для проведения 24 измерений концентрации углекислого газа в секунду в атмосфере Земли . [5] Измерения, проводимые OCO-2, могут быть использованы для глобальных атмосферных моделей и позволят ученым определять источники углерода , когда его данные будут сопряжены с ветровыми режимами . Орбитальная углеродная обсерватория-3 работает с Международной космической станции (МКС). [4]
Спутниковые наблюдения обеспечивают точные показания концентраций углекислого газа и метана для краткосрочных и долгосрочных целей с целью обнаружения изменений с течением времени. [6] Целью этого спутника , выпущенного в январе 2009 года, является мониторинг как углекислого газа , так и метана в атмосфере, а также определение их источников. [6] GOSat — это проект трех основных организаций: Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), Министерства окружающей среды (MOE) и Национального института экологических исследований (NIES). [6]
Интегрированная система наблюдения за углеродом была создана в октябре 2015 года в Хельсинки, Финляндия, как Европейский консорциум исследовательской инфраструктуры (ERIC) . [7] Основная задача ICOS заключается в создании исследовательской инфраструктуры Интегрированной системы наблюдения за углеродом (ICOS RI), которая способствует исследованиям выбросов парниковых газов , поглотителей и их причин. ICOS ERIC стремится связать свои собственные исследования с другими исследованиями выбросов парниковых газов для получения согласованных продуктов данных и содействия образованию и инновациям . [7]
{{cite news}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )