Monitorování skleníkových plynů - Greenhouse gas monitoring

Koncentrace v ppm hlavních skleníkových plynů v letech 1978 až 2010.

Monitorování skleníkových plynů je přímý měření z skleníkový plyn emise a úrovně. Existuje několik různých metod měření koncentrací oxidu uhličitého v atmosféře, včetně infračervená analýza a manometrie. Metan a oxid dusičitý jsou měřeny jinými nástroji. Skleníkové plyny se měří z vesmíru jako např Orbitální uhlíková observatoř a sítě pozemní stanice tak jako Integrovaný systém pozorování uhlíku.[1]

Metodologie

Monitorování oxidu uhličitého

Manometrie

Manometrie je klíčovým nástrojem pro měření atmosférických vlivů oxid uhličitý nejprve měřením objemu, teploty a tlaku konkrétního množství suchého vzduchu. Vzorek vzduchu se vysuší průchodem několika lapači suchého ledu a jeho následným shromážděním v pět litrové nádobě. Teplota se měří teploměrem a tlak se vypočítá pomocí manometrie. Pak, tekutý dusík je přidán, což způsobí oxid uhličitý kondenzovat a stát se měřitelným objemem.[2] The zákon o ideálním plynu je za těchto tlakových podmínek přesný na 0,3%.

Infračervený analyzátor plynů

Infračervené analyzátory byly použity v Observatoř Mauna Loa a v Scripps Institution of Oceanography mezi lety 1958 a 2006. Infračervené analyzátory pracují tak, že čerpají neznámý vzorek suchého vzduchu přes 40 cm dlouhou komoru. Referenční buňka obsahuje suchou oxid uhličitý -vzduch zdarma.[2] Zářící nichrom vlákno vyzařuje širokopásmové připojení IR záření který se rozděluje na dva paprsky a prochází plynovými články. Oxid uhličitý absorbuje část záření, což umožňuje, aby se k detektoru dostalo více záření, které prochází referenční buňkou, než záření procházející buňkou vzorku. Data jsou shromažďována na záznamníku proužkového grafu. Koncentrace oxid uhličitý ve vzorku se kvantifikuje kalibrací se známým standardním plynem oxid uhličitý obsah.[2]

Titrace

Titrace je další metoda měření atmosférické oxid uhličitý to bylo poprvé použito skandinávskou skupinou v 15 různých pozemní stanice. Začali procházet 100,0 ml vzorku vzduchu roztokem hydroxid barnatý obsahující krezolftalein indikátor.[2]

Monitorování metanového plynu

Diferenční absorpční lidar

Infračervený paprsek s rozlišením dosahu diferenciální absorpce lidar (DIAL) je prostředek k měření emise metanu z různých zdrojů, včetně aktivních a uzavřených skládek.[3] The DIAL bere vertikální skenování výše metan zdroje a pak prostorově odděluje skenování, aby přesně změřil emise metanu z jednotlivých zdrojů. Měření emise metanu je zásadním aspektem výzkum změny klimatu, protože metan patří mezi nejúčinnější plynné uhlovodík druh.[3]

Monitorování oxidu dusného

Experiment s atmosférickou chemií - spektrometr s Fourierovou transformací (ACE-FTS)

Oxid dusičitý je jedním z nejvýznamnějších antropogenní poškozující ozonovou vrstvu plyny v atmosféře.[4] Uvolňuje se do atmosféry především prostřednictvím přírodních zdrojů, jako jsou půda a horniny antropogenní proces jako zemědělství. Atmosférický oxid dusičitý se také vytváří v atmosféře jako produkt reakce mezi dusíkem a elektronicky vzrušený ozón ve spodní části termosféra.

Experiment s atmosférickou chemií - Fourierův transformační spektrometr (ACE-FTS ) je nástroj používaný k měření oxid dusičitý koncentrace v horní a dolní troposféra. Tento nástroj, který je připojen k kanadskému satelitu SCISAT, to ukázal oxid dusičitý je přítomen v celé atmosféře ve všech ročních obdobích, zejména v důsledku energetických srážek částic.[4] Měření provedená přístrojem ukazují, že vznikají různé reakce oxid dusičitý ve spodní termosféře než ve střední až horní mezosféra. The ACE-FTS je klíčovým zdrojem při předpovídání budoucnosti poškozování ozonové vrstvy v horní stratosféře porovnáním různých způsobů, jakými oxid dusičitý se uvolňuje do atmosféry.[4]

Satelitní sledování

Orbitální uhlíková observatoř (OCO, OCO-2, OCO-3)

The Orbitální uhlíková observatoř (OCO) byl poprvé spuštěn v únoru 2009, ale byl ztracen kvůli selhání startu.[5] The Satelit byl znovu spuštěn v roce 2014, tentokrát s názvem Orbitální uhlíková observatoř-2, s odhadovanou životností asi dva roky. Zařízení používá spektrometry vzít 24 oxid uhličitý koncentrace měření za sekundu Atmosféra Země.[6] Měření provedená uživatelem OCO-2 lze použít pro globální atmosférické modely a umožní vědcům najít zdroje uhlíku když jsou jeho data spárována s větrné vzory. Orbiting Carbon Observatory-3 je připravena ke spuštění v roce 2018 a bude stát sama na Mezinárodní vesmírná stanice (ISS).[5]

Satelitní skleníkové plyny (GOSat)

Satelit pozorování poskytuje přesné hodnoty oxidu uhličitého a metanu plyn koncentrace pro krátkodobé a dlouhodobé účely za účelem detekce změn v čase.[7] Cíle tohoto satelit, vydané v lednu 2009, má sledovat obojí oxid uhličitý a metanový plyn v atmosféře a identifikovat jejich zdroje.[7] GOSat je projekt tří hlavních subjektů: Japonská agentura pro průzkum letectví a kosmonautiky (JAXA) Ministerstvo životního prostředí (MOE) a Národní institut pro environmentální studia (NIES).[7]

Pozemní stanice

Integrovaný systém pozorování uhlíku (ICOS)

Integrovaný systém pozorování uhlíku byla založena v říjnu 2015 v Helsinky, Finsko jako Konsorcium evropské výzkumné infrastruktury (ERIC).[8] Hlavním úkolem ICOS je založit výzkumnou infrastrukturu integrovaného systému pozorování uhlíku (ICOS RI), která usnadní výzkum na emise skleníkových plynů, dřezy a jejich příčiny. The ICOS ERIC usiluje o propojení vlastního výzkumu s ostatními emise skleníkových plynů výzkum s cílem vytvořit koherentní data a propagovat vzdělávání a inovace.[8]

Viz také

Externí odkazy

Sledování podnebí Veřejné monitorování emisí skleníkových plynů se očekává od poloviny roku 2021

Reference

  1. ^ „Vzestupy a pády“, Ekonom, 6. března 2010
  2. ^ A b C d Harris, Daniel C. (2010). „Charles David Keeling a příběh měření CO2 v atmosféře“. Analytická chemie. 82 (19): 7865–7870. doi:10.1021 / ac1001492. ISSN  0003-2700. PMID  20536268.
  3. ^ A b Innocenti, Fabrizio; Robinson, Rod; Gardiner, Tom; Finlayson, Andrew; Connor, Andy (2017). „Diferenční absorpční Lidar (DIAL) Měření emisí metanu ze skládky“. Dálkový průzkum Země. 9 (9): 953. doi:10,3390 / rs9090953.
  4. ^ A b C Sheese, Patrick E .; Walker, Kaley A .; Boone, Chris D .; Bernath, Peter F .; Funke, Bernd (2016). „Oxid dusný v atmosféře: první měření nižšího termosférického zdroje“. Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 43 (6): 2866–2872. doi:10.1002 / 2015gl067353. ISSN  0094-8276.
  5. ^ A b „OCO 1, 2 (ESSP 5)“. space.skyrocket.de. Citováno 2018-11-16.
  6. ^ Team, Carol Rasmussen, NASA Earth Science News. „NASA OCO-2 přináší ostré nové zaměření na globální uhlík - změna klimatu: vitální znamení planety“. Změna klimatu: vitální znamení planety. Citováno 2018-11-16.
  7. ^ A b C Kuze, Akihiko; Suto, Hiroši; Nakajima, Masakatsu; Hamazaki, Takashi (2009). „Tepelný a blízký infračervený senzor pro pozorování uhlíku Fourierova transformace spektrometru na družici pro sledování skleníkových plynů pro monitorování skleníkových plynů“. Aplikovaná optika. 48 (35): 6716–33. doi:10,1364 / AO.48.006716. PMID  20011012. Citováno 2018-11-14.
  8. ^ A b „Prováděcí rozhodnutí Komise (EU) 2015/2097 ze dne 26. října 2015 o zřízení Konsorcia evropské výzkumné infrastruktury (ICOS ERIC) o integrovaném systému pozorování uhlíku“. eur-lex.europa.eu. 26. října 2018. Citováno 2018-11-19.