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研究船搭载的XCO<sub>2</sub>和XCH<sub>4</sub>纬度断面精确移动遥感
摘要： 一台便携式傅里叶变换光谱仪（型号EM27/SUN）被部署在研究船"极地之星"号上，通过直接太阳吸收光谱法测量二氧化碳（XCO2）和甲烷（XCH4）的柱平均干空气摩尔分数。我们报告了在2014年3月5日从南非开普敦（34°S，18°E）至2014年4月14日德国布雷默港（54°N，19°E）为期六周的大西洋巡航期间，在移动平台上进行实地操作时，为实现XCO2和XCH4反演结果达到百分之几的目标精度所需的技术开发、数据校准与处理措施。结果表明，我们的太阳跟踪器在整个航程中通常能实现对太阳中心0.05°以内的跟踪精度，这使得即使在恶劣环境风速条件下也能准确获取XCO2和XCH4数据。我们定义了多个光谱筛选质量过滤器，例如当视场被船舶结构部分遮挡或视线穿过船舶排气羽流时。清洁海洋空气中的测量数据可用于表征虚假的气团依赖性?；疃崾?，将该光谱仪与德国卡尔斯鲁厄的TCCON（总碳柱观测网络）仪器并行部署，从而确定了使整个活动记录可追溯至世界气象组织（WMO）标准的校准系数。与GOSAT卫星观测及欧洲中期天气预报中心（ECMWF）哥白尼大气监测服务（CAMS）建模浓度场的对比表明，该观测系统非常适合提供海洋上空及跨半球断面的验证机会。
关键词： 太阳能跟踪器，EM27/SUN，大气温室气体，XCO2，XCH4，傅里叶变换光谱仪，船载测量
更新于2025-09-04 15:30:14
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一组便携式傅里叶变换红外光谱仪的校准及仪器线型特征表征，用于检测温室气体排放
摘要： 为用于温室气体观测的移动式、低分辨率、太阳吸收傅里叶变换红外光谱仪开发了一套全面的校准流程。这些仪器特别适合野外使用和偏远地区部署。通过分析开放路径光谱中水汽（H2O）特征的形态，对每台光谱仪的仪器线型（ILS）进行了全面表征。提出了外接光源的设置方案，并证明所推导的ILS参数与所选光程长度无关。所有光谱仪的仪器线型特性均接近标称值。通过在运输所有光谱仪至目标站点并返回前后开展同步太阳观测，验证了仪器特性的时间不变性，并推导出考虑仪器特性残余差异的XCO2和XCH4互校准因子。不同光谱仪之间表现出极佳的一致性和稳定性：XCO2和XCH4的未校正偏差分别小于0.01%和0.15%，漂移量小于0.005%和0.035%。作为仪器性能的额外敏感验证，我们展示了从氧气总柱测量和气压记录获得的地面气压值具有极好的一致性。发现与气压记录相比，光谱测量校准因子为0.9700，且各光谱仪之间的离散度极?。?.02%）。作为最终校准步骤，使用同址TCCON（全球碳柱观测网）光谱仪作为参考，为XCO2和XCH4产品推导出通用比例因子，确保记录可追溯至WMO现场尺度。
关键词： 校准、XCO2、XCH4、傅里叶变换红外光谱仪、仪器线型、温室气体排放
更新于2025-09-04 15:30:14