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一种新型闭路式监测北极海冰生态系统碳通量的方法

来源: 发布时间:2018-08-20 13:44:51 点击数: 使用提问咨询价格

     原文以Dried, closed-path eddy covariance method for measuring carbon dioxide flux over sea ice为标题即将发表于2018年的Atmospheric Measurement Techniques上。

      北极海洋环境在全球碳循环中发挥着重要作用。然而,海冰是如何影响该地区海洋-大气间CO2通量交换的?人们的看法并不一致。这其中很大一部分原因归结于不同的测量方法。目前,在该系统中,有两种主要的测量CO2通量的方法:环闭式测量方法和涡度协方差方法。之前的研究结果显示,环闭式测量方法似乎比涡动协方差方法更为可靠。但是,在这些偏远地区,长期定位监测生态系统尺度上的碳通量交换,涡度协方差方法更为可行。

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图1 LI-7200/RS采样管、LI-7500、EC150涡度协方差设备


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图2 LI-7200/RS闭路式涡度协方差系统
 

      在该项研究中,研究者们重点讨论了如何在这种生态系统中,设计合理的涡度协方差监测系统,强调不同涡度协方差系统间的测量数据差异。
      该系统安装在Qikirtaarjuk岛上一座10m高的塔上。该系统采用海洋-大气气体交换测量领域的最新方法:干燥样品气流后,利用闭路式红外气体分析仪LI-7200/RS测量CO2浓度。通常,在气体通量值低的生态系统中,开路式IRGA设备的测量数据会受到“水汽问题”的影响。

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图3 和LI-7200(红线)以及LI-7500(蓝色十字)对比来看,EC150的数据(绿色菱形)波动最大
 

      研究者们分析了2017年5月至8月四个月(这一时期涵盖了冬季有冰阶段至夏季无冰阶段)连续测量的数据。结果表明,和开路式测量(EC150以及LI-7500)数据比较,干燥的闭路式涡度协方差系统LI-7200/RS大大降低了CO2通量数据的波动,其测量结果首次和环闭式方法的基本一致。这种新型的涡度协方差系统,通过太阳能或风能驱动,因此可实现全天候长期定位测量。这对理解北极海冰生态系统碳通量的长期变化规律及驱动因素很有帮助。