ftir遥测大气中co2浓度变化及研究其影响因素

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第20207卷7年，第33期月光谱学与光谱分析Vot．27，No．3，pp452—455SpectroscopyandSpectralAnalysisMarch，2007FTIR遥测大气中CO2浓度变化及研究其影响因素魏秀丽，陆亦怀，高闽光，刘文清，徐亮，张天舒，朱军中国科学院环境光学与技术重点实验室，中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽合肥230031摘要通过FTIR遥测北京空气中COz浓度的变化，发现北京秋季白天c(=)2浓度的升高主要是由于机动车尾气的排放所引起的。c(=)2在白天由于光合作用和对流传输，浓度相对较低，浓度值为

2、410g·mL一左右。而晚上则由于土壤和生物呼吸以及工业生产等产生的c(在近地层大气中积累，c浓度值偏高，为610／lg·mL左右。温度越高，c()2的浓度越低，而风速越小，公路边的c()2浓度越高。c()2浓度变化还受到湿度、风速等其他天气条件的影响。关键词FTIR；温室气体；光合作用；对流传输；机动车尾气；温度中图分类号：0657．3文献标识码：A文章编号：1000—0593(2007)03—0452—04风口，旁边是西四环高速公路。引言整个实验系统结构分为6部分，示意图如图1所示。C(=)2是目前受人类活动影响较明显的一种温室气体，在地球气候的形成和变迁中起着重要作用，像欧洲

3、的暴雨、中美洲的飓风以及德国的暴风雪都是由于C浓度的增加所器引起的。1975年以来，大气中C()2浓度增加了近31。现在如何降低co2浓度已成为迫切需要解决的问题1]。获得它们Hg．1SchematicdiagramofFnRmeasurementsystem浓度变化资料，是研究它们浓度变化趋势和源、汇的构成、性质、强度的基础，也能够为大气化学以及如何降低它的浓实验所用主要仪器包括中国航空航天工业部洛阳014所度等研究提供非常重要的依据。目前对于大气中COz浓度的生产的的高温黑体作为辐射源，所设定的温度为900℃；发测量有中科院大气物理所的气相色谱[2]，采样复杂；Komhyr射望

4、远镜放大倍率为6倍，输出口径为6Omill；面阵角反射等用非分散红外技术色谱，平均每小时浓度测量值精确度为器可满足往返500m测量光程的要求，采用镀金保护膜；接±0．003。收望远镜使用口径为250110-IT1反射式卡塞格林望远镜，视场傅里叶变换红外光谱(FTIR)自从一个世纪前首次测量角为4．9毫弧度；FTIR光谱仪采用引进的ABBB()MEM公大气中的N()[和COc以来，由于其高灵敏度和高分辨率、司生产的MR154型被动式傅里叶变换红外光谱仪，探测器对污染源的无干扰监测、多组分的实连续遥测，且光程的积InSb，分辨率1cm，探测波段为2～5m。分测量即可对污染物的输送和扩散

5、，以及污染物的可变性的1．2实验分析原理测量等优点，在多种测量技术中，FTIR遥测技术现在已经被广泛地应用环境监测]。地气C()2交换主要发生在大气与海洋以及大气和陆地生物圈之间，由于我们测量位置北京丰台地区，附近没有海1实验部分洋。因此我们主要讨论与陆地生物圈之间的交换反应，大气C()2的最重要的汇是陆地上的植物，陆地植物从大气中吸收1．1实验场地及仪器部分COz。从土壤中吸收养分和水分进行光合作用生产有机物。实验场地位于北纬39。51．654，东经116。16．564，地处这一过程用化学反应方程式可大致表示为阳北京丰台地区。该地位于北京市的西南面，工业排放区的下c()2+H2O

6、三三(CHz())+02收稿日期：200511—16，修订日期：2006—0226基金项目：国家自然科学基金项目(10274080)资助作者简介：魏秀丽，女，1978年生，中国科学院安徽光学精密机械研究所硕士e-mail：xlwei@aiofm．ac．cn维普资讯http://www.cqvip.com_rl高．T1／uc=—00c，】第3期光谱学与光谱分析453渤啪啪m珊瑚伽蚕堇同时，植物呼吸、死亡植物体的腐败过程向大气释放以后，随着光照的增强以及对流输送，浓度逐渐降低，到中CO2，植物从大气中摄取的CO2约有1／3～1／2经光合作用午12：00，浓度达到最低值410g·mI，并

7、且此浓度值一转化为有机物(CHz0)，其余则经呼吸作用排人大气。从总直保持到17：00。在17：00～18：30间浓度稍微升高，从410体效果来说，大气与陆地生物圈之间的CO2交换是从大气向g·mL-1升高到了440g·mL_1左右，此时由于一天中第陆地生物圈输送。二个机动车高峰期出现，导致了C02浓度的升高。此后由于太阳落山，也就是说大气COz汇强度逐渐减弱，土壤和生物2结果与讨论呼吸以及工业生产等产生的C02便在近地层大气中积累，C02浓度便逐渐上升。白天C02浓