Picarro 溫室氣體分析儀應(yīng)用合集

加拿大埃德蒙頓阿爾伯塔大學(xué)Leanne L.Chai等學(xué)者使用Picarro G4301 CO₂/CH₄便攜式高精度氣體分析儀，首次對新熱帶高原páramo(哥斯達黎加Chirripó國家公園)生態(tài)系統(tǒng)中的CH₄通量進行量化研究，表明這些阿爾卑斯地貌總體上充當了大氣中 CH₄ 的一個重要碳匯。

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該研究在位于南美法屬圭亞那沿海地區(qū)的Paracou研究站（北緯5°15′，西經(jīng)52°55′），使用Picarro CH₄、N₂O分析儀（G2308）與自動土壤二氧化碳通量測量系統(tǒng)以及16個自動土壤呼吸室進行采樣，在線連續(xù)測量土壤CO₂、CH₄和N₂O通量，在四個月內(nèi)準確監(jiān)測三種溫室氣體通量，并具有較高的時空分布解析度。這些信息對于精確計算土壤通量晝夜變化并對年度溫室氣體預(yù)算至關(guān)重要。

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在慕尼黑啤酒節(jié)，研究人員采用Picarro CH₄、C₂H₆超便攜式氣體濃度分析儀（G4302），現(xiàn)場實時測量并利采用Gaussian plume擴散模型得出慕尼黑啤酒節(jié) CH₄ 排放的來源。

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哥倫比亞大學(xué)地球研究所，Lamont-Doherty Earth Observatory的彼得·凱萊門博士和韋德·麥吉利斯博士利用Picarro G4301便攜式溫室氣體分析儀在阿曼山脈測試超堿性泉水CO₂ 通量，為具有挑戰(zhàn)性和偏遠的環(huán)境下移動測量定制便攜、高效的解決方案。

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澳大利亞南十字星大學(xué)的Luke C. Jeffrey等學(xué)者在復(fù)雜和對比強烈的莖表面進行精細地通量測量(Small Nimble In Situ Fine-Scale Flux Method簡稱為SNIFF測量法)。搭配便攜的Picarro G4301溫室氣體分析儀通過循環(huán)管路測試大氣環(huán)境中的 CH₄ 濃度，確保了不引入人為排放 CH₄，防止改變樹干和大氣之間的自然CH₄ 濃度梯度，利用Picarro G2201-i碳同位素分析儀對粗枝木麻黃樹莖δ¹³C-CH₄ 穩(wěn)定同位素比值進行現(xiàn)場測量。

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美國太平洋西北國家實驗室通過研究美國西北太平洋沿海林木樹莖中溫室氣體（GHG）的濃度，并評估沿河海梯度的各種樹種和立地特征，作為樹干溫室氣體變化的可能驅(qū)動因素。測量了夏季和冬季，來自六個沿海集水區(qū)的五個樹種的活莖稈和枯莖中的CH₄，CO₂和N₂O濃度，并將其與土壤孔隙水GHG濃度，孔隙水鹽度和樹木特征相關(guān)聯(lián)。

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使用Swagelok Teflon管和Swagelok配件的閉環(huán)系統(tǒng)，使腔室和Picarro分析儀之間的空氣再循環(huán)，每次測量關(guān)閉腔室60分鐘，動態(tài)測量氧氣含量變化引起的溫室氣體呼吸。原始濃度測量顯示了CO₂和O₂濃度遵循晝夜周期變化規(guī)律。還顯示了腔室并未完全排氣至環(huán)境濃度，但是由于CO₂和O₂的通量很大，因此很容易觀測到通量的變化差異。

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來自比利時福蘭德農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和食品研究中心(ILVO)的研究員莊少杰 (音譯，Shaojie Zhuang)等學(xué)者采用了Picarro G2508多組分氣體分析儀測量乳制品和豬舍中NH₃和溫室氣體的濃度。該研究的重點是確定幾種儀器在測量NH₃等具有挑戰(zhàn)性的強吸附氣體時的性能表現(xiàn)。

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哥倫比亞大學(xué)、USPS和TectaAmerica合作開展了一個項目，于10.9萬平方英尺的樓頂上一個1.5米高的通量塔上使用Picarro高頻溫室氣體分析儀（G2311-f），對紐約市的七個綠化屋頂進行了評估，評價它們在減少熱島效應(yīng)、發(fā)揮潛在的碳匯作用方面的有效性。

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比利時列日大學(xué)的學(xué)者們利用Picarro G2311-f高頻溫室氣體分析儀結(jié)合渦動相關(guān)法，對比利時境內(nèi)的一處奶牛集約放養(yǎng)的草地進行甲烷通量測定，并對放牧草地CH₄通量驅(qū)動因子進行識別分析。

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哥本哈根大學(xué)的Jesper Riis Christiansen在丹麥格里布斯科夫森林進行基于ReWet實驗平臺的相關(guān)研究項目。ReWet實驗平臺采用最先進的設(shè)備包括Picarro G2508多組分溫室氣體分析儀和其他基礎(chǔ)設(shè)施對不同地點進行綜合監(jiān)測，用于研究對已排水的農(nóng)業(yè)和森林泥炭地進行再恢復(fù)處理對溫室氣體排放(CO₂、CH₄和N₂O)以及養(yǎng)分(P和N)、溶解性有機碳和無機碳(DIC、DOC)通量的影響。

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密歇根大學(xué)Xia Tian科研團隊開發(fā)了名為“密歇根污染評估實驗室”(MPAL)的空氣質(zhì)量移動監(jiān)測平臺，該平臺可測定多種參數(shù)，包括標準、有毒以及溫室氣體污染物，以及氣象和位置參數(shù)。選擇在重工業(yè)、制造業(yè)以及運輸業(yè)發(fā)達的底特律西南部的17×10 km²的區(qū)域進行采樣測試。其中Picarro G2401與G2204在實現(xiàn)溫室氣體濃度高頻、高穩(wěn)定性及高精確度獲取中發(fā)揮重要作用。

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Picarro的多款機型在NASA的各類科學(xué)項目中承擔重要任務(wù)，G2401-m便是其中之一，經(jīng)過改造后的Picarro G2401-m用于機載測量，命名為NOAA-Picarro。

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該研究在美國華盛頓州漢福德河段哥倫比亞河“溫室氣體基因組觀測站”進行，結(jié)合Peepers采樣技術(shù)和Picarro測量技術(shù)，系統(tǒng)研究了在不同水位條件下河流溫室氣體的產(chǎn)生和釋放特征，研究結(jié)果將進一步加強對河流溫室氣體時空動態(tài)變化的認識。

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為了可靠地估算區(qū)域N₂O的排放，監(jiān)測全區(qū)域的N₂O通量具有重要意義，EC系統(tǒng)測定時初始成本高，能耗高，而且運輸?shù)狡h地區(qū)以及現(xiàn)場為系統(tǒng)供電相對困難。此外，為了使用EC系統(tǒng)測量陸地生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體通量，目前還沒有快速響應(yīng)氣體分析儀可滿足條件。然而，對于REA系統(tǒng)，光腔衰蕩光譜儀(例如Picarro G2508)可以同時用于分析水蒸氣、甲烷、二氧化碳和一氧化二氮。該系統(tǒng)能可靠地測量多季節(jié)變化下的區(qū)域CO₂、N₂O、CH₄和水汽的通量，并對其在2018和2020年季節(jié)變化下的測定性能進行了評估。

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為比對評估不同儀器對N₂O的測量性能，ICOS使用了與WMO相同的網(wǎng)絡(luò)兼容性目標，即0.1ppb。參加測量比對的儀器包括了ICOS目前在使用的幾種N₂O在線觀測儀器，包括Picarro公司的G5310，以及多種基于其他技術(shù)的儀器，Picarro G5310在長達數(shù)月的比對測量中，在精度與漂移等關(guān)鍵性能測試中表現(xiàn)優(yōu)異，最終贏得ICOS 信任并決定在今后一段時間內(nèi)，將整個ICOS 觀測網(wǎng)中的N₂O監(jiān)測儀器全部替換為G5310。

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樹干是CH₄的一個重要排放來源，但對樹皮內(nèi)部的微生物活動（即甲烷氧化菌）是否可以減少CH₄排放的研究還存在空缺。墨爾本大學(xué)Luke C. Jeffrey團隊使用直接連接到樹木上的小腔室測定澳大利亞新南威爾士州（NSW）亞熱帶東北部森林中的五葉木下莖CH₄通量。利用“小型靈活原位細尺度通量”（S.N.I.F.F.）方法與便攜式腔衰蕩光譜儀（CRDS，G4301-GasScouter，Picarro）相結(jié)合進行研究。在樹干CH₄排放研究中取得新發(fā)現(xiàn)：甲烷氧化菌減少了樹木的CH₄排放。

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海洋是維持全球溫室氣體動態(tài)平衡的關(guān)鍵角色，是大氣CO₂的匯，并且是CH₄與N₂O的重要排放源。然而由于海洋地區(qū)環(huán)境的不同，在不同海域CO₂以及CH₄、N₂O的收支也還沒有明確的結(jié)論。一研究利用Picarro G2201-i（CO₂、CH₄碳同位素分析儀）以及 G2308（N₂O、CH₄濃度分析儀），對大堡礁海域溶解態(tài)的二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）以及二氧化碳與甲烷中的δ¹³C、一氧化二氮（N₂O）進行測量，對該區(qū)域溫室氣體空間分布與排放源進行研究。

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鄭州計量先進技術(shù)研究院使用三臺Picarro G2401 （CO₂、CO、CH₄、H₂O）高精度氣體濃度分析儀，后期將進行車載移動測量。

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西湖大學(xué)使用兩臺Picarro G4301便攜式高精度氣體分析儀用于水體溶解溫室氣體測量研究，鄭州先進技術(shù)研究院使用Picarro G2401高精度氣體濃度分析儀進行野外站點部署，實時監(jiān)測不同類型生態(tài)系統(tǒng)溫室濃度變化。

浙江工業(yè)大學(xué)/中國氣象局方雙喜教授，中國科學(xué)院大氣物理研究所劉毅及英國愛丁堡大學(xué)Paul I. Palmer多個研究團隊相互協(xié)作使用儀器Picarro G2401，發(fā)現(xiàn)基于大氣濃度計算碳收支是計算凈排放量的有效辦法，觀測大氣中CO₂濃度變化是定量評估地表CO₂凈通量的重要手段。

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中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所荀凡博士等人基于靜態(tài)箱原理自行設(shè)計了一套便攜式漂浮靜態(tài)箱與Picarro G2508分析儀聯(lián)用，即在持續(xù)抽出箱體內(nèi)的氣體進行分析的同時將分析后的氣體通過管道排回箱體內(nèi)，以保證箱體內(nèi)部環(huán)境不因G2508的分析過程而改變，從而實現(xiàn)CH₄、CO₂濃度實時測定。

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臨安大氣背景長期監(jiān)測站。該站點位于中國東部長三角（YRD）城市群的西部邊緣，其周邊的長三角城市群是中國重要的CO₂排放源。利用G2401進行CO₂、CH₄、CO濃度觀測。綜合考察新冠疫情停工停產(chǎn)對中國大氣CO₂、CH₄和CO的影響。

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生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心在遼寧省朝陽市開展了生態(tài)環(huán)境星地協(xié)同走航觀測實驗。Picarro高精度溫室氣體分析儀配合其他多種技術(shù)手段，對東營工業(yè)園區(qū)、主要交通干道及采油區(qū)進行了大氣污染物（O₃、VOCs、PM2.5、PM10、NO₂等）及溫室氣體（CO₂、CH₄、CO）協(xié)同監(jiān)測，初步診斷分析了污染物及溫室氣體的主要排放來源，獲取了大量的第一手觀測資料。

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三峽大學(xué)肖尚斌教授研究團隊在三峽庫區(qū)進行了四次采樣調(diào)查，覆蓋長度為645公里。游輪以20 km/h的速度沿北岸上游航行，水樣以250ml/min的速率通過蠕動泵進入快速自動水-氣平衡裝置(FaRAGE)，再將平衡器所產(chǎn)生的CH₄氣體連接Picarro G2301進行濃度測定，實現(xiàn)原位高分辨率空間調(diào)查。結(jié)合水環(huán)境變量、水文條件等因素探索三峽庫區(qū)溶解性CH₄濃度的空間分布和季節(jié)變化。

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