氧化碳(CO2)是大氣中重要的溫室氣體，其濃度垂直分布對于準確理解和闡釋全球變暖，反演碳源、碳匯，校準和驗證大氣傳輸模型以及遙感測量結(jié)果有著重要意義。
傳統(tǒng)高精度CO2測量儀器，由于配套系統(tǒng)體積龐大，質(zhì)量重，且價格昂貴，難以應(yīng)用于垂直觀測，因此邊界層內(nèi)的CO2垂向廓線的原位測量很少見。
中國科學(xué)院大氣物理研究所碳循環(huán)與氣候變化研究團隊成員和馬蘭里大學(xué)教授曾寧合作，成功研發(fā)出了一種基于非分散紅外技術(shù)(NDIR)的低成本微型化CO2監(jiān)測儀。該儀器體積小、質(zhì)量輕，方便搭載到探空設(shè)備進行CO2氣體的垂直觀測(見圖)。2019年1月8日至14日，研究人員將該儀器搭載到大氣分中心系留汽艇垂直探測系統(tǒng)上，成功對河北省石家莊市西南地區(qū)邊界層(0-1000 m)的CO2垂直分布進行了原位觀測。王躍思課題組博士王迎紅同步采集了不同高度的氣體樣品，在實驗室用氣相色譜儀進行了精準測量。
通過數(shù)據(jù)對比分析，微型化儀器與傳統(tǒng)氣相色譜分析儀得到的CO2垂直廓線非常一致。文章通訊作者大氣所LASG國家重點實驗室博士韓鵬飛說：“經(jīng)過一周的連續(xù)觀測，我們發(fā)現(xiàn)CO2濃度基本呈現(xiàn)隨高度增加而降低的趨勢，且邊界層中CO2濃度的垂向分布主要受邊界層穩(wěn)定性和排放源的影響，大氣模式模擬試驗進一步證實了這些結(jié)果?！苯眨@些研究成果發(fā)表在Atmospheric and Oceanic Science Letters上。
微型化儀器為CO2垂直觀測提供了簡單高效的方法，其應(yīng)用前景廣闊，具有很高的推廣價值。同時，基于國家重點研發(fā)計劃項目(2017YFB0504000)的支持，利用該儀器低成本、高精度的優(yōu)點，在京津冀地區(qū)組建高密度觀測網(wǎng)，在公里級尺度上觀測城市CO2的時空變化，將為我國碳減排和低碳發(fā)展的政策制定提供科學(xué)數(shù)據(jù)。
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