排放通量

排放通量

指單位時間內通過單位面積的氣體質量。

基本介紹

  • 中文名:排放通量
  • 外文名:emission flux
  • 概念:單位時間通過單位面積的氣體質量
  • 單位:mg/cm^2/h
  • 量綱:[M*L^-2*S^-1]
  • 隸屬學科:自然地理學
含義,測定方法,箱法,微氣象學法,土壤濃度廓線法,同位素法,方法比較,計算方法,線性回歸方程,Quad模型,HM,套用與發展方向,與遙感技術結合,與高精度儀器結合,

含義

單位時間內通過單位面積的氣體質量。量綱為
。常用單位:

測定方法

箱法

箱法是目前作為常用的方法,用來測量土壤和大氣間微量氣體交換通量,工作原理簡單,用特製箱子罩在一定面積的下墊面上方,隔絕箱內外氣體的交換,隨實踐的變化測定箱內氣體,根據計算得出氣體交換通量。主要分為3種類型:密閉式靜態箱、密閉式動態箱和開放式動態箱。

微氣象學法

微氣象學法包括空氣動力學方法、渦度相關法、波文比能量平衡法等。

土壤濃度廓線法

該法是指假設土壤濃度均一,就可以通過測定土壤剖面不同深度的氣體濃度來計算土壤與大氣間的氣體交換通量。土壤剖面溫室氣體濃度的測量方法主要有兩類:土壤氣體採樣管和多層採樣探頭,但是無論哪一種,都必須先破壞土壤基質再進行管路或探頭的埋設。

同位素法

該法是指含有較輕原子(如12C)的化學鍵活化能較低,產物中C濃度會由於化學或生物酶反應增加,而反應基質中則是12C濃度增加,從而可以鑑定土壤中排放出來的CH4的量。

方法比較

箱法操作簡單,目前套用比較廣泛。但密閉靜態箱對觀測有擾動,並且多種因素都會對氣體交換通量的測量產生影響。而所有微氣象法對觀測下墊面都有極為嚴格的要求。從測量原理分析,土壤濃度廓線法可以獲得真實的氣體交換通量,但測量土壤剖面CO2 濃度時,都必須先破壞土壤基質,採樣過程中也同樣會存在壓差問題。而同位素法價格昂貴,難以廣泛採用

計算方法

線性回歸方程

線性模型(LR)採用氣體濃度C隨時間t的線性回歸方程,其計算公式為:
式中:F為氣體排放通量,h為採樣箱高度,T為箱內溫度,ρ為標準狀況下氣體的密度,
為單位時間內氣體濃度線性變化率。

Quad模型

用Quad模型計算排放通量的方法是,首先用Microsoft Excel 2003中LINEST函式計算Quad方程的係數,求得t=0的斜率,然後再乘以箱體高度h,即為排放通量。
b0、b1、b2為方程的參數

HM

HM的計算公式為:
式中t為扣箱的總時間,h為採樣箱高度,C0、C1、C2分別為扣箱後0、1/2、1時長是箱內氣體濃度

套用與發展方向

與遙感技術結合

近年來,新興的遙感技術被逐漸套用在通量研究中,尤以RSGIS技術套用廣泛。早在20世紀90年代初,加拿大學者研究森林生態系統的碳庫及其動態變化所用的就是GIS方法,取得了良好的效果,同時建立了氣候變化和碳通量之間的關係模型。由於RS的連續動態監測能力和GIS的空間數據分析能力使它們越來越多的被套用在通量研究中。

與高精度儀器結合

測量儀器的精密、準確程度決定了氣體通量的準確性。近年來新興的技術有可調諧二極體雷射吸收光譜技術和美國LICOR公司的LI8150系統,其中前者為快速測定溫室氣體濃度提供了新的手段,可實現多種土壤溫室氣體同步觀測,而後者則可實現多點測定。因此,高精度儀器的研發及其各項功能的拓展有助於獲得更精確的碳通量研究結果,並進一步推動氣體通量及其相關研究的進程

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