PPB級較量！高精度溫室氣體分析儀(CRDS)如何 “鎖定” 溫室氣體？

當北極熊在消融的冰面上漂泊，當高溫頻繁席卷城市，全球變暖的危機早已滲透進生活的每個角落。而在微觀世界的“戰場"上，基于光腔衰蕩光譜技術（CRDS）的高精度溫室氣體分析儀，正以PPB（十億分之一）級的精度，與看不見的溫室氣體展開角逐。

一、技術原理：

1.光腔共振

儀器內置的高反射率光學腔（鏡面反射率達99.9995%），能將特定波長的激光（如CO?對應1572nm、CH?對應1653nm）反復反射，形成超長光程（等效光程可達10公里）。當含有溫室氣體的空氣樣本進入光腔，分子被激光反復“掃描"。

2.衰蕩時間

3.自我校準

儀器內置自動背景扣除系統，每10分鐘用高純氮氣（99.999%純度）進行零氣校準，確保測量誤差始終控制在±0.01ppb，比傳統傅里葉紅外光譜儀（FTIR）精度提升20倍！

二、核心優勢

高靈敏度與精確度：可精準捕捉大氣/過程氣體中CO2、CH4、H2O等關鍵溫室氣體的極低濃度變化，為數據采集提供可靠支撐。

集成環境控制保障穩定性：核心部件集成環境控制單元，有效抑制環境波動對測量的干擾，確保光學系統始終處于良好的工作狀態。

超低長期漂移特性：通過結構優化與動態環境管理，實現長期穩定性，大幅延長校準周期，保障數據持續可靠。

高集成度與免調節設計：出廠前完成核心光路的精密校準封裝，無需手動調節光路，安裝流程簡單。

快速啟動與運行：連接管路后數十分鐘內即可進入穩定工作狀態，顯著提升作業效率。

優化的購置與持有成本：同性能前提下，購置成本更具競爭力；

低維護特性：固化光路+低漂移設計減少耗材消耗與校準頻次，全生命周期成本顯著降低。

自動化運行能力：支持無人值守連續監測，滿足長時間自動化測量需求，節省人力投入。

三、應用場景

生態系統監測：用于測量植物、土壤與大氣之間的溫室氣體交換通量，如研究不同生態系統（森林、濕地、農田等）的碳循環過程，了解植物對氣候變化的適應機制。例如，LI-COR的溫室氣體分析儀可用于測量土壤溫室氣體通量，幫助研究生態系統碳循環。

大氣本底監測：在大氣本底站長期監測大氣中溫室氣體的濃度變化，獲取全球性和區域性大氣組成本底濃度值，為氣候變化研究提供基礎數據。

溫室氣體源匯研究：通過高精度測量，識別大氣中溫室氣體的來源和匯，分析自然和人為活動對溫室氣體排放的影響。

農業與生態領域：測量農田、濕地等土壤排放的溫室氣體（如N?O、CH?、CO?），評估不同土地利用方式和管理措施對溫室氣體排放的影響。農業溫室氣體減排評估：為農業溫室氣體減排策略的制定提供科學依據，如評估施肥、灌溉等農業管理措施對溫室氣體排放的影響。

城市與工業領域：監測城市區域溫室氣體濃度分布，評估城市活動（如交通、工業、生活能源消耗等）對溫室氣體排放的貢獻。

工業排放監測：檢測工業生產過程中溫室氣體的排放，如煤礦、火電廠、石油工業等領域的CH?、CO?等氣體排放。

氣象與氣候研究：為氣象學研究提供高精度的溫室氣體濃度數據，幫助理解溫室氣體與氣候系統之間的相互作用。通過長期監測數據，驗證和改進氣候變化模型，提高對未來氣候變化的預測能力。

科研與教學：為高校和科研機構提供高精度測量工具，支持溫室氣體相關的基礎研究和前沿探索。用于教學實驗中，幫助學生了解溫室氣體的測量技術和原理，培養相關專業人才。