El dióxido de carbono es el gas de efecto invernadero más importante en la atmósfera y su gradiente de concentración vertical es importante para una comprensión e interpretación precisas del calentamiento global. la inversión de fuentes y sumideros de carbono, la calibración y validación de modelos de transporte atmosférico, y mediciones de teledetección.

Instrumentos convencionales de medición de dióxido de carbono de alta precisión, debido al gran tamaño, gran masa de sistemas de soporte y alto precio, son difíciles de aplicar a la observación vertical, por lo que la medición in situ de los perfiles verticales de dióxido de carbono dentro de la capa límite es poco común.

Después de años de esfuerzo, el Grupo de Ciclo del Carbono y Cambio Climático del Instituto de Física Atmosférica (IAP), Academia china de ciencias, y el Prof. Ning Zeng de la Universidad de Maryland, NOSOTROS., ha desarrollado con éxito un instrumento de monitoreo de dióxido de carbono miniaturizado de bajo costo basado en tecnología infrarroja no dispersiva. El tamaño pequeño y el peso ligero del instrumento facilitan su montaje en un dispositivo de sondeo para la observación vertical de las concentraciones de dióxido de carbono (Figura 1).

Del 8 al 14 de enero de 2019, el equipo de investigación cargó el instrumento en un sistema de detección vertical del globo atado del Subcentro de Ciencias Atmosféricas, Red de investigación de ecosistemas de China, IAP y realizó con éxito observaciones in situ de la distribución vertical del dióxido de carbono en la capa límite (0-1000 m) en la parte suroeste de la ciudad de Shijiazhuang, Provincia de Hebei, Porcelana. Dr. Yinghong Wang, un investigador del grupo del profesor Yuesi Wang, recogieron muestras de gas de diferentes alturas y las midieron con precisión con un cromatógrafo de gases en el laboratorio.

Del análisis de datos, el instrumento miniaturizado produjo resultados de perfil vertical de dióxido de carbono muy consistentes con los obtenidos por analizadores de cromatografía de gases convencionales. "Después de una semana de observaciones continuas, Encontramos que la concentración de dióxido de carbono básicamente tiende a disminuir al aumentar la altitud y que la distribución vertical de la concentración de dióxido de carbono en la capa límite está influenciada principalmente por la estabilidad de la capa límite y las fuentes de emisión. y estos resultados fueron confirmados por simulaciones de modelos atmosféricos, "explica el autor correspondiente, Dr. Pengfei Han, del IAP. Todos estos resultados han sido publicados recientemente en Cartas de ciencia atmosférica y oceánica .

El instrumento miniaturizado proporciona un método simple y eficiente para la observación vertical de dióxido de carbono, que es prometedor para las aplicaciones y tiene un alto valor de replicación. "Basado en el apoyo del Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave [número de subvención 2017YFB0504000], Creamos una red de observación de alta densidad en Beijing, Tianjin, y las regiones de Hebei mediante el uso de las ventajas de un instrumento de alta precisión y bajo costo, y observó las características temporales y espaciales de los cambios de dióxido de carbono urbano a escala de kilómetros, que proporcionará datos científicos para la formulación de políticas con respecto a la reducción de emisiones de carbono y el desarrollo bajo en carbono en China, "concluye el Dr. Han.