自主可控,觀測(cè)精密——中國(guó)氣象局“溫室氣體觀測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(以下簡(jiǎn)稱“創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”)為推動(dòng)我國(guó)溫室氣體觀測(cè)事業(yè)的發(fā)展而努力,。緊緊圍繞《氣象高質(zhì)量發(fā)展綱要(2022—2035年)》的統(tǒng)籌規(guī)劃,面向氣象高質(zhì)量發(fā)展對(duì)溫室氣體站網(wǎng)建設(shè),、能力提升和質(zhì)量加強(qiáng)的業(yè)務(wù)服務(wù)要求,,針對(duì)國(guó)家雙碳戰(zhàn)略的重要決策部署,為精確評(píng)估我國(guó)減排成效并“摸清家底”,,在精密觀測(cè)和技術(shù)自主創(chuàng)新方面狠下功夫,。

創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)由來(lái)自青海、浙江,、廣東,、黑龍江等省氣象局、中國(guó)氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所以及復(fù)旦大學(xué)的20名青年組成,。匯集了各單位的業(yè)務(wù)專業(yè)知識(shí)以及來(lái)自科研,、高校、企業(yè)等優(yōu)勢(shì)資源,,致力于溫室氣體觀測(cè)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,,以推動(dòng)我國(guó)溫室氣體觀測(cè)事業(yè)發(fā)展。

該團(tuán)隊(duì)從我國(guó)溫室氣體觀測(cè)面臨的主要問(wèn)題出發(fā),,包括由于觀測(cè)裝備國(guó)產(chǎn)化不足限制大規(guī)模開(kāi)展,、二氧化碳/甲烷缺乏國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)、觀測(cè)主要在近地面垂直觀測(cè)資料缺乏,、溫室氣體濃度時(shí)空變化機(jī)制研究不夠深入等,,設(shè)立了四個(gè)方面共計(jì)12項(xiàng)任務(wù),努力推動(dòng)裝備自主,、計(jì)量可控,、觀測(cè)立體、數(shù)據(jù)可靠,、服務(wù)有效,。這些任務(wù)旨在解決現(xiàn)有觀測(cè)體系存在的瓶頸,推動(dòng)溫室氣體觀測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步,。

為確保研發(fā)工作的順利進(jìn)行,,創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)依托于中國(guó)氣象局大氣探測(cè)中心,并根據(jù)《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》等對(duì)溫室氣體基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)產(chǎn)品的要求,,建立了高精度溫室氣體裝備測(cè)試平臺(tái),、運(yùn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)質(zhì)控平臺(tái),、標(biāo)氣管理和標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)等業(yè)務(wù)信息化平臺(tái),為團(tuán)隊(duì)的工作提供了強(qiáng)有力的支持,,保障了觀測(cè)裝備的精確性和可靠性,。

該團(tuán)隊(duì)在溫室氣體觀測(cè)的立體化方法和技術(shù)上重點(diǎn)著力。為了彌補(bǔ)垂直觀測(cè)資料相對(duì)較少這一不足,,創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用高山觀測(cè)站和氣象探空等平臺(tái),,開(kāi)展了大規(guī)模的垂直觀測(cè)。以此成功獲取了不同高度上的溫室氣體濃度和變化趨勢(shì)數(shù)據(jù),,為氣候模型和減排政策提供了重要依據(jù),。

針對(duì)觀測(cè)裝備的需求,該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了深入研究和探索,,在光腔衰蕩法國(guó)產(chǎn)高精度溫室氣體分析主機(jī)噪聲降低技術(shù)取得新進(jìn)展,。針對(duì)國(guó)產(chǎn)光腔衰蕩法國(guó)產(chǎn)高精度溫室氣體分析主機(jī)艾倫方差所示低頻噪聲較大的問(wèn)題,使用多手段降低衰蕩時(shí)間不確定度,。采用三角環(huán)形腔極大提升有效光程,,進(jìn)而提升整體精度;通過(guò)抑制高階模引入的拍頻噪聲,,利用穩(wěn)頻技術(shù)壓窄激光線寬等方法降低背景噪聲,,提升信噪比,降低探測(cè)不確定度,。目前,,已在兩個(gè)大氣本底站國(guó)產(chǎn)光腔衰蕩法國(guó)產(chǎn)高精度溫室氣體分析主機(jī)開(kāi)展觀測(cè)試驗(yàn)。

該團(tuán)隊(duì)完成了低干擾進(jìn)氣除水系統(tǒng)的集成,、測(cè)試和應(yīng)用示范,。結(jié)合大氣本底站業(yè)務(wù)運(yùn)行和維修維護(hù)經(jīng)驗(yàn),采用低露點(diǎn)無(wú)塵壓縮氣源,、無(wú)損滲透除濕干燥管,、集成組裝式電磁閥組、定制低泄率無(wú)油隔膜泵,、小型化氣體流量計(jì),、壓力傳感器等多項(xiàng)新技術(shù)、新裝置,,優(yōu)化了氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,形成集成緊湊的預(yù)處理系統(tǒng)。目前,,已在浙江省多個(gè)溫室氣體觀測(cè)站開(kāi)展應(yīng)用示范,。

此外,該團(tuán)隊(duì)還完成基于小型無(wú)人機(jī)的園區(qū)觀測(cè)試驗(yàn)預(yù)研工作,。10月,,在上海東灘濕地公園完成兩個(gè)航次500米以下的溫室氣體垂直廓線研究,,獲得初步的甲烷濃度廓線。針對(duì)超級(jí)排放源園區(qū),,確定大致羽流分布和羽流橫截面濃度分布,,制定觀測(cè)實(shí)驗(yàn)方法。

該團(tuán)隊(duì)非常注重成果的應(yīng)用與推廣,,將研究成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用,,為溫室氣體減排和環(huán)境保護(hù)提供技術(shù)支持。在溫室氣體觀測(cè)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用方面取得了重要的進(jìn)展,。這些成果不僅推動(dòng)了我國(guó)溫室氣體觀測(cè)事業(yè)的發(fā)展,,還為溫室氣體減排和環(huán)境保護(hù)作出了重要貢獻(xiàn)。(作者:梁苗)