碳监测系统分析.docx

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1、碳监测系统分析一、系统组成1、开路碳排放监测系统组成（基本型）：1RGAS0N一体式开路：IRGASON探头：测量C02和H20的气体浓度、三维风速和超声温度空气温度传感器：测量慢速空气温度EC1oO电子单元：将测量的数据进行同步，传输给数据采集器数据采集器：采集，运算，存储（根据监测数据计算并输出通量数值）EC150分体式开路：EC150红外气体分析仪：测量C02和H20的气体浓度CSAT3A三维超声风速仪：测量三维风速和超声温度空气温度传感器：测量慢速空气温度ECIOo电子单元：将测量的数据进行同步，传输给数据采集器数据采集器：采集，运算，存储（根据探头监测数据计算并输出通量（排放吸收）数

2、值。2、闭路碳排放监测系统组成（基本型）：CPEC310闭路CPEC310探头：测量C02和H20的气体浓度、三维风速和超声温度空气温度传感器：测量慢速空气温度ECIOO电子单元：将测量的数据进行同步，传输给数据采集器清洗模块：提供零气参考源CPEC310主机箱：采集，运算，存储（根据探头监测数据计算并输出通量（排放吸收）数值）二、一体式和分离式的选择一体式开路和分体式开路的区别：一体式红外气体分析仪和三维超声风速仪测量空间为同一空间，如果主要测量碳通量（碳排放吸收），这样可以减少测量误差，计算结果更加精准：分体式红外气体分析仪往外突出一部分，与三维超声风速仪测量不是同一位置。如下图所示，红线

3、为气体分析仪测量区域。左为EC150分体式开路，右为IRGASON一体式开路IRGASON一体式的优点： 便于安装 可同步测量C02,H20,三维风速 减小WP1密度校正的不确定性 消除因空间分离导致的高频通量损失无需加热控制，动态补偿气体分析仪测量结果可以得到更准确的快速空气温度三、开路和闭路的选择开路和闭路的区别在于开路是直接进行测量分析，闭路则是将气体抽取到腔室内进行测量分析，如下图所示。1、开路碳排放监测系统数据准确度：数据准确度高系统维护：总体维护工作量大，理论上每次恶劣天气过后都需要维护镜头；通常每3个月就需要一次人工标定功耗与供电：太阳能供电，功耗低，仅6W数据连续性和可靠性：红

4、外气体分析仪暴露在大气环境中，容易受到天气影响通量校正算法：测量结果受到大气影响，需要进行算法校正测量速度：每秒10次2、闭路碳排放监测系统数据准确度：数据准确度相较于开路较低系统维护：维护周期可降低至平均68个月一次；系统可以自动标定，标定所需材料可维持1824个月功耗与供电：太阳能供电，功耗对比开路较高，为12W数据连续性和可靠性：红外气体分析仪处于密闭腔室内，不与大气直接连通，几乎不会受到这些天气过程的影响通量校正算法：管道去除大气影响，几乎不需要算法校正测量速度：每秒4-5次四、基于维护成本的推荐大多数环境条件及场景，在不考虑维护成本的情况下，开路和闭路涡动系统都可以应用，以下是根据维

5、护成本推荐的。1、如果您所在的地区，经常会有恶劣天气，如风沙、降雨、雾胃、降雪，需要经常进行维护，那么推荐您使用几乎不受这些天气影响CPEC310闭路碳排放监测系统。2、在部分北方地区，降雨、风沙较少的情况下，推荐您使用测量数值更加精准的1RGAS0N一体式开路碳排放监测系统。3、在极地区域，可能会遭受极端天气，如极夜并且无交流电可用，设备是使用太阳能电池板供电，这种情况推荐您使用功耗更低的IRGASON一体式开路碳排放监测系统。4、在部分西北地区，因为风沙较多，推荐您使用几乎不受这些天气影响的CPEC310闭路碳排放监测系统。5、在部分南方地区，因为多雨、多雾、潮湿等原因，推荐您使用几乎不受

6、这些天气影响的CPEC310闭路碳排放监测系统。6、另外，如果您设备的安装地点不方便进行维护，推荐您使用维护周期长的CPEC310闭路碳排放监测系统。碳监测案例1、京津冀城市群碳监测网略京津冀地区面积21.6万平方公里，人口达到1.1亿。GDP占全国的11%,其中钢铁产量占全国的28.4%,煤炭消费强度更是达到全球平均的30倍。因此京津冀区域是全球碳排放强度最大的区域之一。在科技部重点研发专项项目“京津冀城市群高时空分辨率碳排放监测及应用示范”支持下，中国科学院大气物理研究所牵头，国内16家单位参与，于2018年起逐步建立了京津冀城市群碳监测网络。京津冀碳监测项目高精度基准站外景及C02高精度

7、观测系统该网络首次在中国建立了国际前沿的城市群天、空、地大气C02综合观测体系。如下图所示，观测体系包括3颗国际碳卫星和3颗我国自主碳卫星或碳载荷、6个高精度C02基准站、200余个站点组成的高密度CO2观测网、十余辆移动观测车、2架大气探测飞机、大气廓线采样、CO2激光雷达扫描等，其中高精度基准站和高密度观测网开展连续观测，而飞机、观测车、激光雷达开展定期强化观测。京津冀碳监测项目综合监测体系示意图高精度监测系统的进样口一般安装在具有较高高度的观测塔塔顶，结合高精度光腔衰荡光谱（CRDS）法C02分析仪配套了进样模块、除水模块以及自动标定模块，实现了无人值守站点的全自动化观测。在垂直观测方面，建立了不同高度层的温室气体垂直观测体系，综合利用梯度塔、C02激光雷达、大气探测飞机和平流层探空气球实现了从近地面到30km高度的分层CO2高精度观测技术，各项技术分别针对近地层、边界层内、对流层内的温室气体分布。采样/Picarro分析不同高度层的温室气体监测技术此外，针对城市群C02浓度变化大的特点，还研制了低成本中精度传感器，200多个站的高密度监测网的C02精度为1-5PPm(I$),揭示城市C02高时空变化特征和规律。