球载CRDS高灵敏度甲烷测量系统的研制

袁 峰，高 晶，姚 路，陈 兵，何亚柏，胡 迈，许振宇，阚瑞峰

(1.中国科学院 安徽光学精密机械研究所 环境光学与技术重点实验室，安徽 合肥 230031；2.中国科学技术大学，安徽 合肥 230026；3.中国科学院 青藏高原研究所，北京 100101；4.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033)

1 引 言

青藏高原冻土区是我国最重要的湿地分布区域之一，湿地面积达到1.3×105km2。近年来的研究表明，青藏高原湿地冻土区表现为碳汇作用，但是最近公布的监测结果显示，在青藏高原冻土区湿地，大气本底甲烷的浓度上升趋势高于同期全球平均水平，而对于此种甲烷浓度的异常与成因目前尚缺乏系统性的研究[1-2]。

青藏高原生态系统与大气系统的甲烷交换需要连续准确地观测青藏高原地区大气中的甲烷时空浓度分布特征。目前，大气气体含量的时空分布测量主要通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差分吸收光谱(DOS)以及激光雷达等遥测技术实现[3]，基于机载、球载和无人机等平台的原位测量技术由于具有更高的时间和空间分辨率，在大气痕量气体的时空分布测量方面也引起了科研人员的关注[4-5]。名古屋大学Yutaka Matsumi等设计了基于非色散红外(NDIR)二氧化碳球载垂直廓线测量装置[6]。法国兰斯大学Lilian Joly等开发了球载近红外和中红外可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS)装置，分别应用在二氧化碳垂直廓线测量和大气对流层和同温层甲烷浓度测量中[7-8]。中国科学院安徽光机所姚路等开发了小型化球载TDLAS二氧化碳廓线测量装置[9]。……