大气- 海洋系统CO2 分压高精度自动测量仪

2013-04-08  来源:

项目分类:观测仪器设备  立项年度:2008

负责人:曹文熙       完成年度:2011

完成单位:中国科学院南海海洋研究所

一、项目简要说明

大气- 海洋系统CO2 分压高精度自动测量仪是基于光纤化学CO2 分压(pCO2)传感器而研制,用于测量表层海水和海表大气的pCO2,进而利用海气界面CO2 分压差法估算海气CO2 交换通量。该系统既可用于海气CO2 交换通量的船载走航观测,又可用于海气CO2 交换通量的锚碇平台、定点、长时间序列、原位自动观测,对研究海气交换、全球碳循环乃至全球气候变化具有重要的现实意义。

大气- 海洋系统CO2 分压高精度自动测量仪采用双通道的光纤化学传感器测量表层海水/ 海表大气的pCO2;利用小型气象站匹配风速、风向、海表大气气压、气温数据;利用CTD 匹配深度、海水温度、盐度数据;采用小型化、低功耗的PC104 微型嵌入式计算机作为总控核心,并专门设计了电源驱动卡,用以实现大气- 海洋系统CO2 分压高精度自动测量仪的电源分配和功率驱动。

自主设计的光纤化学pCO2 传感器采用钨卤素灯光源, 使用滤光片将434nm、620nm 和727nm 三个波段的能量调节到大致相等;采用高光谱分辨率的微型光纤光谱仪用于探测光信号;长25.4mm、内径1.0mm 和外径1.6mm 的Teflon AF2400 毛细管既作为气体渗透膜,又同时作为光程测量比色池,其内充有1.0μM 的BTB和3.0μM 的Na2CO3 作为指示剂缓冲溶液; 微量自吸泵和微量电磁阀配合使用,实现向TeflonAF2400 毛细管内部泵入指示剂缓冲溶液、纯水和清洗液的功能。

该仪器的主要技术指标:

二、在科研工作中发挥的作用

项目组利用自行研制的“ 大气- 海洋系统CO2 分压高精度自动测量仪”,进行了一系列的实验室内测试实验,并在深圳大亚湾渔排聚集区水域对海气CO2 交换通量进行示范性监测实验,实验结果表明,测量仪达到预期设计指标。目前,项目组利用“大气- 海洋系统CO2 分压高精度自动测量仪”逐步展开进一步的应用实验。

(南海所仪器设备公共服务中心供稿)

 

 

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