Theo Bản tin Khí nhà kính WMO của Tổ chức Khí tượng Thế giới (số 18, 26/10/2022), CO bề mặt trung bình toàn cầu2và CH4và n2Nồng độ O tiếp tục tăng, trong đó CO2ở 415,7 ± 0,2 ppm, CH4đến 1908 ± 2 ppb, n2O là 334,5 ± 0,1 ppb.

Các phương pháp quan sát khí nhà kính hiện có bao gồm đo nồng độ cột của vệ tinh cảm biến từ xa, đo nồng độ cơ bản của khí quyển, đo nồng độ khí quyển của tháp cao đô thị, quan sát dòng xoáy liên quan, đo hồ sơ khí quyển gần mặt đất, đo lưu lượng khí nhà kính trong đất, đo quang phổ biến đổi Fourier trên mặt đất, v.v.

Đối với nhu cầu đo bề mặt có độ phân giải không-thời gian cao hơn, chẳng hạn nhưGiám sát rò rỉ khí nhà kính gần bề mặt Đánh giá cường độ phát thải khí nhà kính cho các khu vực cụ thể Xác minh dữ liệu khí nhà kính từ xa bằng vệ tinhĐợi đã, đều cần công nghệ quan sát và phương pháp sáng tạo.

Hiện tại, các vệ tinh viễn thám có thể được sử dụng để đo nồng độ khí nhà kính trong cột khí quyển, kết hợp với việc sử dụng các quan sát tháp cao và máy bay không người lái, có thể đánh giá lượng khí thải nhà kính ở quy mô khu vực. Trong đó, doMáy bay không người lái quan sát khí nhà kính với các tính năng cơ động và linh hoạtCó thể giúp các nhà nghiên cứuLấy dữ liệu có độ phân giải không-thời gian cao hơnTrở thành bổ sung hữu ích cho dữ liệu quan sát tháp cao và cảm biến vệ tinh.

Phạm vi đo điển hình cho vệ tinh, máy bay và máy bay không người lái

Nguồn: Bing Lu, 2020

Hành Chính Nhân Sự Tổng Hợp (Human Resources - Admin Executive (SkyArrow ERA， Hãng sản xuất: Magnaghi Aeronautica S.p.A) Vận chuyểnMáy phân tích hơi nước và CO2 LI-7500(Gioli B và cộng sự, 2006, 2007; Carotenuto F et al., 2018), đo CO của lớp ranh giới khí quyển2Thông lượng và nguồn dự toán CO2Sức mạnh giải phóng; Tải vềMáy phân tích khí metan LI-7700(Gasbarra D và cộng sự, 2019), CH nghiên cứu các bãi chôn lấp4Xả.

Li-7500 được áp dụng cho nền tảng đo lường ERA Sky Arrow

Những năm gần đây, với sự tiến bộ của công nghệ quang phổ laser,Phản hồi ánh sáng - tăng cường khoangPhổ hấp thụ laserCông nghệ (OF-CEAS)Đứng ra. Công nghệ mới này đang được cải thiện rất nhiều.Đo lường độ chính xác (xem hướng dẫn bên dưới để biết chi tiết)Trong khi đó, nó đã được thực hiện.Giảm khoang ánh sángMục tiêu. Ví dụ, Li-COR đã giới thiệu một loạt các máy phân tích khí nhà kính có độ chính xác cao, khối lượng khoang quang học chỉ6.41Cm3Rút ngắn rất lớn thời gian đáp ứng đo lường - -Ít hơn 2 giâyNgoài ra, công nghệ này có mức tiêu thụ năng lượng thấp, chỉ 22W, với hai phần lithium hỗ trợ đo 8 giờ. Trọng lượng cũng chỉ 10,5kg, rất thích hợp sử dụng trên máy bay không người lái.

Để đáp ứng nhu cầu nghiên cứu khoa học mới nổi, Công ty TNHH Khoa học và Công nghệ Lịch Cao Thái Bắc Kinh hợp tác với Công ty TNHH Khoa học và Công nghệ máy bay không người lái Thiên Tân Phi Nhãn, cùng phát triển raĐộ chính xác cao N2O và CH4và CO2Nền tảng đo lường khí nhà kính。

Sử dụng công nghệ quang phổ hấp thụ laser tăng cường khoang (OF-CEAS), đo lường độ chính xác caoN2O và CH4và CO2Nồng độ, thích hợp để đo nồng độ khí quyển di động.

• Ra mắt năm 2018
  Li-7810 độ chính xác cao CH4và CO2và H2Máy phân tích O
  LI-7815 CO chính xác cao2và H2Máy phân tích O
  
• Khởi động năm 2020
  Li-7820 Độ chính xác cao NO2và H2Máy phân tích O
• Khởi động 2023
  LI-7825 CO chính xác cao2同位素、 NH3Phân tích

Các thông số kỹ thuật chính của nền tảng đo lường

• Nhà kínhĐo khíThời gian đáp ứng (T10-T90): ≤2s
• Độ chính xác đo:
  CO2:0.04ppm@400ppm(5s dữ liệu trung bình)
  Ch4:0.25ppb@2000ppb(5s dữ liệu trung bình)

  N2Từ:0.20ppb@330ppb(5s dữ liệu trung bình)

  
  

  Độ chính xác LI-7825
  δ13C
  Tín hiệu trung bình 1 giây là<0,5‰; Tín hiệu 5 phút trung bình 0,04 ‰
  δ18O
  Tín hiệu trung bình 5 phút<0,1 ‰ @400 ppm
  δ17O
  Tín hiệu trung bình 5 phút<0,4 ‰ @400 ppm

• Trọng lượng cất cánh: 45kg
• Thời gian làm việc:>45 phút
• Tốc độ hành trình tiêu chuẩn: 8m/s
• max巡航速度： 15 m / giây
• Khả năng chống gió: gió cấp max5
• Môi trường sử dụng: -20 ℃~45 ℃; Nhưng bay trong mưa nhỏ
• Chiều cao đo: 0-2000m

Trường hợp ứng dụng

Một thí nghiệm thí điểm

Sử dụngĐộ chính xác cao CH4và CO2Nền tảng đo lường khí nhà kínhNghiên cứu khí thải nhà kính của một khu công nghiệp.

Giả định trong quá trình đo: (1)Khu công nghiệptrong trạng thái hoạt động thường xuyên không bị gián đoạn; (2) Điều kiện khí quyển ổn định trong quá trình bay khảo sát; (3) Sự thay đổi theo chiều dọc của khí nhà kính và điều kiện khí tượng trong lớp ranh giới khí quyển lớn hơn nhiều so với sự thay đổi theo chiều ngang; (4) Khí nhà kính đo chiều cao được trộn lẫn đầy đủ với không khí và chủ yếu là dòng chảy bằng phẳng.

Tùy thuộc vào các điều kiện trên, độ thấp cần đáp ứng cho chuyến bay phải lớn hơn lớp con thô ráp (được xác định bằng đường cong nhiệt độ và độ ẩm của gió, hoặc ước tính gấp 3 lần chiều cao trung bình của các tòa nhà trong khu vực nghiên cứu) và nằm trong các tầng gần. Máy bay không người lái nên cố gắng duy trì chuyển động đồng đều và bay trơn tru, góc cao độ không lớn hơn 5 °, góc cuộn không lớn hơn 20°Cố gắng duy trì độ cao ổn định tương đối với mặt đất. Các phép đo được yêu cầu trong khoảng thời gian mà sự phát triển hỗn loạn của lớp ranh giới khí quyển là đáng kể, thường từ 10:00 sáng đến 4:00 chiều. Đồng thời, để giảm thiểu sai số theo hướng vận chuyển thẳng đứng càng nhiều càng tốt, tốc độ gió phù hợp với cấp 2-3, tránh thực hiện giám sát trong điều kiện khí tượng bất lợi như trời nhiều mây và mưa.

Phương pháp bảo toàn khối lượng dựa trên khối lượng được kiểm soát được sử dụng để thực hiện các phép đo hàng hải của công viên, còn được gọi là Thuật toán đảo ngược cường độ phát thải từ trên xuống (TERRA). Căn cứ vào số liệu đo lường đối với mặt cắt giám sát độ cao khác nhau của khu vườn, tính toán được lưu lượng bình lưu của bốn mặt cắt đông tây nam bắc vàDọcTăng cường phát thải khí nhà kính.

Máy bay có độ chính xác cao CH4và CO2Nền tảng đo lường khí nhà kính

Kiểu và phương pháp

Vật liệu và phương pháp

Mẫu này có độ cao trung bình 1400m so với mực nước biển, lượng mưa hàng năm dưới 300mm và hướng gió chủ đạo là gió tây. Tiến hành bay thử vào tháng 12 năm 2022. B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)Ch4và CO2Tập trungCác đường thẳng đứng; (2) Bay dọc theo ngoại vi của khu công nghiệp, đo hướng khí quyển thẳng đứng CH4và CO2Nồng độ. Ngoài ra, hướng gió, tốc độ gió, nhiệt độ và độ ẩm không khí, áp suất khí quyển, tọa độ kinh độ và vĩ độ, thông tin độ cao sẽ được thu thập đồng bộ trong quá trình bay.

Đo đường mòn

Kiểm soát chất lượng dữ liệu thô QA/QC

Sử dụng phương pháp lọc trung bình trượt để thực hiện kiểm tra ngoại lệ trên tất cả dữ liệu, các điểm lớn hơn 5 lần độ lệch chuẩn của dữ liệu đo, được đánh dấu là ngoại lệ và loại bỏ, nội suy dữ liệu bằng phương pháp nội suy tuyến tính. Một lần xuất kích khảo sát, nếu dữ liệu bất thường vượt quá 30%, được đánh dấu là khảo sát không hợp lệ, cần phải được bổ sung.

Kết quả thí nghiệm

Kết quả

Background Khí quyển

就CO2Trong trường hợp này, CO được đo trong quá trình bay lên.2Nồng độ phải thấp hơn nồng độ đo được trong quá trình giảm. CO được đo gần mặt đất trong quá trình bay lên2Nồng độ cao, khoảng 715Mg/m3(văn) ① Lầm lẫn; ② Giả dối. CO2Có xu hướng giảm nồng độ, từ 1900m đến 2000m, CO2Nồng độ giảm xuống khoảng 680Mg/m3. Trong quá trình giảm, phạm vi 2000-1900 mét được ghi nhớ trong một đỉnh nhỏ với nồng độ khoảng 800Mg/m3, Có một đỉnh giữa khoảng 1600m-1700m với nồng độ khoảng 900Mg/m3。

CO2 Khí quyển

Ch4Khí quyển

chỉ ch4Trong trường hợp này, đo lường quá trình bay lên của CH.4Nồng độ thấp hơn một chút so với nồng độ được đo trong quá trình giảm. Gần bề mặt CH4Nồng độ cao, khoảng 1,24mg/m3. Khi chiều cao tăng lên, CH4Nồng độ giảm, khoảng 2020 mét, nồng độ CH4 giảm xuống còn 1,16 mg/m3。

Khu công nghiệp

Ở phía Nam khu công viên, đo được 3 điểm CO cao.2Vùng tập trung, một nơi cách bề mặt 75-100m với nồng độ khoảng 495 ppm; Vị trí thứ hai cách mặt đất 175-200m, nồng độ khoảng 505 ppm; Vị trí thứ ba cách mặt đất 100-125m, với nồng độ khoảng 520 ppm. CH4Dữ liệu tương tự,100-125m từ mặt đất, sự hiện diện của CH4Khu vực tập trung cao với nồng độ khoảng 3794,35ppb.

CO2Lưới hóa không gian dữ liệu

Ch4Lưới hóa không gian dữ liệu

Tính toán cường độ xả

Theo phương trình bảo toàn vô hướng và định lý phân tán, sự thay đổi khối lượng trong thể tích được kiểm soát được coi là bằng với thông lượng khối toàn diện thông qua việc kiểm soát bề mặt thể tích. Bằng cách xây dựng khối lượng kiểm soát xung quanh nguồn phát thải, tính toán thông lượng có thể được thực hiện trên bốn bề mặt và bề mặt trên của khối lượng kiểm soát mà không cần lắng đọng khí quyển, sau đó tích hợp và cuối cùng đạt được cường độ phát thải bên trong khối lượng kiểm soát phát thải.

Số liệu cho thấy, CO của khu công nghiệp này2Cường độ xả khoảng12,539 kg / giây ± 0,640 kg / giâyCh4Cường độ xả là21,521 g / giây ± 3,424 g / giây。

Kết luận thí nghiệm

Kết luận

Sử dụngĐộ chính xác cao N2O và CH4và CO2Nền tảng đo lường khí nhà kính，Kết hợp mô hình toán họcCó thể đối với một khu vực cụ thểCường độ phát thải khí nhà kínhTiến hành đánh giá định lượng.

Tài liệu tham khảo

1- Tên đề tài: Giải pháp nâng cao hiệu quả đầu tư phát triển kết cấu hạ tầng thương mại (

【2】Bing Lu, Phuong D. Dao, Jiangui Liu, Yuhong He, Jiali Shang. 2020. Những tiến bộ gần đây của công nghệ hình ảnh siêu phổ và các ứng dụng trong nông nghiệp. Cảm biến từ xa 12 (16): 1-44.

Carotenuto F, Gualtieri G, Miglietta F, et al. Nguồn công nghiệp điểm ước tính cường độ phát thải CO 2 với các phép đo máy bay và mô hình phân tán [J]. Theo dõi và đánh giá môi trường, 2018, 190: 1-15.

Gasbarra D, Toscano P, Famulari D, et al. Địa điểm và định lượng khí thải methane nhiều bãi chứa rác bằng cách sử dụng dữ liệu máy bay. Ô nhiễm môi trường, 2019, 254: 112987.

Gioli B, Miglietta F, Vaccari F P, et al. Sky Arrow ERA, một nền tảng trên không sáng tạo để theo dõi khối lượng, động lực và trao đổi năng lượng của hệ sinh thái. 2006.