不同温度压力对浓度反演精度的定量分析*

王钰豪 刘建国 徐亮 刘文清宋庆利 金岭 徐寒杨

1) (中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 合肥 230026)

2) (中国科学院合肥物质科学研究院, 安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 合肥 230031)

3) (黑龙江龙凤山大气成分本底国家野外科学观测研究站, 哈尔滨 150209)

自研傅里叶变换红外光谱仪在龙凤山大气本底站测量CO2, CH4 等温室气体.自研仪器的测量结果与符合世界气象组织标准的本底站仪器的测量结果进行对比, 结果表明: 自研仪器与本底站仪器测量的CO2 浓度值相关系数为0.9576, 均方根误差为18.6015.自研仪器使用标准温度、压力下的校准光谱反演浓度, 但测量气体的温度随着气温变化, 导致自研仪器反演浓度有误差.基于以上分析, 提取高分辨率透射分子吸收数据库参数计算吸收截面并结合仪器线形计算不同温度、压力下的校准光谱, 根据不同温度、压力下的校准光谱来校准反演浓度.校准后, 自研与本底站仪器测量的CO2 浓度值相关系数为0.9637, 均方根误差为6.7800.自研与本底站仪器测量的CO2 浓度值相关系数提高, 绝对误差减小, 说明校准算法提高了测量结果的精确度.

1 引 言

温室气体的观测数据是研究气候变化的重要数据基础, 观测技术的发展使得温室气体数据精度不断提高.1995 年, Keeling 等[1]使用非色散红外法(non-dispersive infrared, NDIR)对温室气体CO2进行长期观测.NDIR 和气相色谱法(gas chromatography, GC)具有精度高、稳定性好等优点, 成为测量温室气体的主要方法[2].随着技术的不断……