利用ACOEM ECOTECH的SPECTRONUS^TM 分析仪在亚马逊发现甲烷源

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2020年02月05日

作者：Charis Heelan, ACOEM Ecotech公司高级文案

Spectronus^TM —— 第一台基于傅立叶变换红外光谱技术(FTIR)的多品种温室气体，痕量气体和同位素分析仪，是生态系统研究中唯一能够同时测量二氧化碳、甲烷、一氧化二氮，一氧化碳和Delta13 二氧化碳的仪器。

完成其博士论文《Biosphere-Atmosphere Gas Exchange Measurements Using Fourier Transform Infrared Spectrometry》后，Hella van Asperen博士决定以她首选的仪器进行更为广泛的应用研究。她曾在德国，丹麦和意大利使用ACOEM Ecotech的Spectronus^TM 分析仪进行了为期三年的实地研究项目。这激励她着眼于亚马逊雨林，长期借用SpectronusTM 分析仪对雨林的甲烷和其他气体浓度和通量的排放进行测量。

揭示亚马逊地区排放的新情况

生物圈——大气层气体交换过程的实地测量非常重要。因为它们为详细研究温室气体动态提供了一个明确的机制。亚马逊雨林及其重要的湿地被认为是热带甲烷排放的关键区域。

Van Asperen博士说：“作为一种主要的温室气体，了解甲烷的来源，浓度和通量水平并评估其对亚马逊生态系统的短期和长期影响是不可或缺。”

她补充道：“直到现在，在亚马逊地区，温室气体研究的重点大多是二氧化碳。在该地区对甲烷的认识尚有差距。但是凭借Spectronus^TM 分析仪，可以帮助我们扩展对甲烷的认识，提高对生态系统中的甲烷产生过程的整体认识。同时测量多种污染物的浓度和通量，这使我们收集到的数据更有价值。”

在获得资金资助后，van Asperen博士于2018年8月搬到巴西马瑙斯，开始她与巴西国家亚马逊研究所（INPA）合作的研究项目。 她在k34塔安装了一台不来梅大学的Spectronus^TM 分析仪，K34塔是一个51米高的通量塔，位于马瑙斯附近ZF2野外站点的树冠上。 为了配合Spectronus^TM分析仪连续测量的数据，博士还使用通量室和便携式仪器测量了局部土壤，树木和白蚁的排放量。

卫星图片显示该地区的甲烷浓度很高，并有强烈的峰值，所以van Asperen博士开始测试它们可能与亚马逊雨林中丰富的积水山谷有关的理论。

在EGU 2020，即欧洲地球，行星和空间科学研究组织年度大会上Hella van Asperen博士展示了她这两年来项目研究的初步成果。题为《Tropical forest CH4 : from flux chambers to micrometeorological tower measurements》（《热带森林甲烷：从通量室到微气象塔测量》）的虚拟演示概述了关于甲烷，二氧化碳以及一氧化二氮等生态系统总体排放量的结论。

甲烷峰值与雨量或温度模式没有关联，然而，它们有时确实与一氧化碳峰值吻合，这显示可能是人为因素造成的。Van Asperen 博士目前正在撰写论文，该论文将发表完整的项目成果。

火灾影响下的亚马逊生态系统

虽然不是van Asperen博士的研究重点，但2019年在亚马逊燃烧的森林大火对该地区的一氧化碳读数产生了巨大影响。

Spectronus^TM 分析仪在过去的几个月里监测到了非常高的一氧化碳水平，恰逢这一年巴西被认为是火灾最严重的一年。国家空间研究所（INPF）收集的初步数据显示，仅2020年8月，巴西亚马逊地区就发生了2,9307起火灾。在2020年9月的第一周，发生火灾的次数是超过2019年同期的两倍。

在亚马逊继续使用Spectronus^TM 分析仪进行研究

在持续的冠状病毒流行情况，van Asperen博士计划在2021年初从目前K34塔的位置上停止使用Spectronus^TM 分析仪，并将其安装在船上，以作为在里约内格罗(Rio Negro)进行甲烷测量，甲烷浓度和水通量研究考察的基础。

第二台Spectronus^TM 分析仪也将于明年年初安装在距van Asperen博士所在地仅几公里的亚马逊高塔天文台（ATTO）上。ATTO项目的宗旨在于了解有关亚马逊生物地球化学循环（例如碳循环），水循环和能量通量的更多信息，并确定它们对全球气候的影响以及它们如何被气候变化而受到影响。

在填补全球气候监测网络中的空白，希望Spectronus^TM分析仪和观察站在监测的发现将改善气候预测模型，并突出亚马逊在全球气候系统中发挥的关键作用。

FTIR光谱学的全球应用

Spectronus^TM分析仪依然是全球科研人员的首选分析仪。去年，它成为综合碳观测系统（ICOS）批准的第三台符合温室气体（GHG）分析仪标准的仪器。

它为各种应用，包括高塔、N2O土壤通量、水CH4以及连续、长期、无人值班的站点提供了测量方便。Spectronus^TM分析仪可以控制完整的空气质量监测系统并记录计量传感器数据，以获得对环境大气状况的全面了解。

了解更多有关符合ICOS标准的ACOEM Ecotech Spectronus^TM 分析仪的更多信息，请查阅ecotech.com/spectronus 或通过邮件info.au@acoem.com或电话+61 3 9730 7800的方式联系我们。