01. 現(xiàn)有幾種測(cè)氨排放通量的原理都是什么,各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
痕量氣態(tài)大氣NH3通量的測(cè)量非常具有挑戰(zhàn)性(Sutton 等,2007)。NH3是一種反應(yīng)性堿性氣體,很容易粘附在濕葉和土壤等表面上。此外,NH3和NH4 +(統(tǒng)稱(chēng)為NHx)通常同時(shí)存在于氣相,顆粒相和水相中,其中分配隨環(huán)境條件(例如溫度和相對(duì)濕度)而變化(Norman等,2009)。這導(dǎo)致了許多不同的NH3測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,包括封閉箱法和微氣象方法(Norman等,2009)。用于測(cè)量通量的微氣象方法包括通量梯度法(Duyzer,1994),渦動(dòng)協(xié)方差(Baldocchi,1988),渦動(dòng)相關(guān)法(Desjardins,1972)和遲豫渦流累積(REA)(Businger and Oncley,1990)。與封閉箱法方法相比,微氣象方法的優(yōu)勢(shì)在于,它們?cè)诓桓蓴_環(huán)境條件的情況下,可以捕獲大面積(> 100 m2)的空間平均地表-大氣交換(Sommar等,2013)。但是,這種方法受到下墊面均勻性,湍流穩(wěn)定性和足夠風(fēng)浪區(qū)的假設(shè)的限制(Fotiadi等,2005)。
渦動(dòng)相關(guān)和REA方法對(duì)于NH3通量的定量分析很有吸引力,因?yàn)樗鼈儾灰蕾?lài)于快速響應(yīng)的氣體傳感器來(lái)測(cè)量NH3濃度(Myles等,2011)。但是,這些方法的缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程勞動(dòng)強(qiáng)度大,并且時(shí)間分辨率受到需要在采樣容器中獲取足夠的NH3質(zhì)量以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行定量的限制。通量梯度法和渦動(dòng)協(xié)方差方法要求使用精確的(±10%精度),快速響應(yīng)的氣體傳感器(例如10 Hz)來(lái)測(cè)量目標(biāo)成分的濃度(Phillips等,2004)。盡管在文獻(xiàn)中已經(jīng)描述了一種研究級(jí)的開(kāi)放光路式渦動(dòng)協(xié)方差儀器(Sun等人,2015),但是目前的商業(yè)市場(chǎng)尚未推出低功耗、易于部署、易于維護(hù)的用于快速測(cè)量NH3濃度脈動(dòng)的儀器,以適應(yīng)渦動(dòng)協(xié)方差技術(shù)用于NH3通量測(cè)量的研究。這正是海爾欣推出HT8700E儀器的目的所在。
參考資料:A.J. Nelson et al. / Agricultural and Forest Meteorology 239 (2017) 202–212
02. 施肥是NH3的一個(gè)很大的源,大家知道的能夠產(chǎn)生NH3的化肥有哪些?
碳銨、尿素、有機(jī)肥等銨態(tài)氮肥。
03. HT8700E測(cè)量通量時(shí)一般都要有一個(gè)測(cè)量水汽的儀器用于補(bǔ)償,一般可以選擇什么儀器?
水汽測(cè)量必須達(dá)到10Hz高頻,LICOR的LI-7500或者Campbell的開(kāi)路CO2/H2O分析儀EC150都可以達(dá)到目的。
04. HT8700E為什么要帶個(gè)冷卻系統(tǒng),一般用什么作為冷卻液?
因?yàn)榱孔蛹?jí)聯(lián)激光器發(fā)熱量較大,液態(tài)冷卻系統(tǒng)效率較高。 另外,使用獨(dú)立散熱的液態(tài)冷卻系統(tǒng),可以將儀器自己產(chǎn)生的熱量降低,對(duì)湍流和通量測(cè)量影響可降至較低。避免出現(xiàn)類(lèi)似Campbell開(kāi)路CO2/H2O測(cè)量?jī)x器自身熱量,對(duì)通量測(cè)量的影響和后續(xù)校正問(wèn)題。
05. HT8700E的電壓是24V直流電,我們?cè)谂渲孟到y(tǒng)是需要如何處理和很多其他的12V的供電的探頭和系統(tǒng)?
兩個(gè)辦法: 1、將兩個(gè)12V電源串聯(lián)可以獲得24V電壓
2、也可以選用逆變器將12VDC轉(zhuǎn)化成220VAC,再用常見(jiàn)24V適配器獲取24VDC輸出
06. 干沉降和濕沉降的區(qū)別是什么?我們的HT8700E NH3分析儀能夠測(cè)哪種沉降和NH3的排放?
不下雨時(shí),大氣中NH3可被植被吸附或重力沉降到地面叫干沉降;下雨時(shí),NH3分子溶于高空雨滴,繼而降到地面叫濕沉降。HT8700E測(cè)量的是NH3的干沉降。
07. HT8700E測(cè)的通量和G2508測(cè)的通量有什么區(qū)別?G2103能夠做通量的研究用嘛?
HT8700E測(cè)量的是大氣中的通量,所用技術(shù)為渦動(dòng)相關(guān)(Eddy Covariance)技術(shù);G2508測(cè)量的是土壤呼吸或地氣交換的氨通量,所用技術(shù)為箱法(Chamber Measurement)。G2103可以使用梯度法來(lái)測(cè)量大氣氨通量。前者與后兩者很大的區(qū)別在于對(duì)濃度信號(hào)變化的響應(yīng)速度,前者可以達(dá)到10Hz的信號(hào)帶寬,用渦動(dòng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行氨氣通量觀測(cè)。
08. 為什么一再要求大家閱讀LI7700的說(shuō)明書(shū),HT8700E和LI7700的原理上的異同是什么?講三點(diǎn)異同。
1、二者都是使用TDLAS(調(diào)諧激光吸收光譜)技術(shù);
2、二者都采用了WMS(波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù));
3、LI7700是采用近紅外激光光源測(cè)量甲烷在1.6um處的吸收峰,HT8700E采用中紅外量子級(jí)聯(lián)激光光源測(cè)量氨氣在9um處的吸收峰
09. 在所有各種氣體中,NH3是少數(shù)采用開(kāi)路要略好于閉路的通量氣體,為什么?請(qǐng)說(shuō)出3點(diǎn)。
1、抽取式采樣與閉路氣體池分析技術(shù),氨分子在儀器或管路內(nèi)表面的吸附效應(yīng)將響應(yīng)時(shí)間限制在幾秒鐘甚至更長(zhǎng),而HT8700E開(kāi)放式光路,更大限度地減少采樣管道上氨的吸附造成的遲滯,可達(dá)到10Hz濃度信號(hào)輸出,而且使得信號(hào)的高頻衰減減小。
2、開(kāi)路測(cè)量氨氣,省去了大流量的真空泵,整個(gè)系統(tǒng)功耗降低至50W,使得HT8700E部署的靈活性大大提高。
3、開(kāi)路分析儀對(duì)渦動(dòng)相關(guān)通量數(shù)據(jù)處理更簡(jiǎn)單,修正步驟更少,各種校正所引起的誤差更小。