碳排放溫室氣體監測儀器：守護地球氣候的 “偵察兵”

在全球氣候變化的大背景下，碳排放及溫室氣體的監測愈發重要。碳排放溫室氣體監測儀器就如同地球氣候的 “偵察兵"，精準探測著大氣中的關鍵信息。

這類監測儀器的種類多樣。高光譜溫室氣體監測儀是其中一員，它主要用于遙感監測全球范圍內的溫室氣體濃度，像二氧化碳、甲烷、一氧化碳等都在其監測范圍內。其工作原理是利用氣體分子對地球反射太陽光譜的吸收特性，通過測量吸收譜線變化來推算大氣中溫室氣體成分的濃度變化，采用的時間調制型干涉分光技術，具備超高光譜分辨率寬廣光譜覆蓋范圍以及較高信噪比 。它搭載于 FY - 3D 衛星上，擁有四個通道，空間分辨率為 10 公里，光譜分辨率可達 0.03 納米，觀測方式包含天底觀測和耀斑觀測。

還有便攜式碳排放（碳通量）監測系統，主要監測土壤表面與大氣界面氣體通量。它運用可調諧激光光譜分析技術（TDLAS）、動態密閉氣室法，由主控模塊、氣體分析模塊和前端土壤呼吸室組成。TDLAS 技術利用可調諧半導體激光器窄線寬和波長可調諧特征對特征氣體近紅外 “指紋" 特征吸收譜線進行探測，具有高靈敏、高分辨率、快速響應，非接觸監測等優點。該系統能監測 CO?、CH?、H?O 等參數，CO?測量范圍 0～2000ppm（可定制），CH?測量范圍 0~100 ppm（可定制） 。

氣相色譜儀也常用于分析氣體成分、測量土壤和大氣中溫室氣體濃度，如 CO?、CH?、N?O 等。操作時，先準備工作，包括儀器校準（使用標準氣體和空白氣體）、選擇合適色譜柱（毛細管柱適用于高分辨率分析，填充柱適用于較高濃度氣體）、選定載氣（氦氣分辨率好但成本高，氮氣經濟適合常規分析）。接著進行樣品準備，采集氣體樣品并處理水分。在分析過程中，將樣品注入色譜柱，載氣分離不同組分，通過火焰離子化檢測器（FID）或熱導檢測器（TCD）檢測，依據峰的保留時間和峰面積（或高度）定量分析氣體濃度 。

這些監測儀器應用廣泛。在科研領域，為全球碳源碳匯的分析和監測提供數據，助力氣候變化研究；在環保工作中，幫助相關部門掌握溫室氣體排放情況，制定有效的減排策略；在工業生產里，可用于監測工廠廢氣排放，促使企業改進生產工藝，減少溫室氣體排放 。隨著技術發展，監測儀器正朝著高精度、高穩定性、智能化方向邁進，將在應對氣候變化中發揮更關鍵的作用。