一氧化二氮(N2O)是最重要的溫室氣體(GHGs)之一。除了自然排放外,農業土壤排放為最大N2O的人為來源。減少全球N2O排放的巨大不確定性,仍然是一項艱巨的任務?,F在通用的測量方法,如靜態箱測量法,因為大部分為手動測量,具有著嚴重的數據誤差性。因此,為了克服這些差異,EC技術越來越多地用于連續測量N2O交換。這種方法提供了在大面積上整合N2O通量的優點。然而,缺乏一種具有足夠的時間響應和數據精確度的氣體分析儀,成為一個主要的限制。隨著近來基于激光的光譜技術的發展,結合EC或自動室技術,現在可以快速準確地測量N2O通量。
東芬蘭大學Narasinha等人,在2011年芬蘭東部的農場,進行了一氧化二氮通量測量,作為集成碳觀測系統(ICOS)的一部分——“歐洲基礎設施計劃”(致力于高精密監測溫室氣體)。實驗采用了多種激光氣體分析儀器,其中包括Aerodyne TILDAS連續量子級聯中紅外激光分析儀。實驗區還具備著渦度測量相關儀器,如超聲風速計,以及氣象觀測站(監測空氣溫度和濕度,PAR等氣象指標)。
整個實驗環境為春季,夏季和秋季,并且在施肥前后做了實驗對比。在EC方法提供了在高時間分辨率下,得到了N2O通量。在高通量排放期間,N2O排放表現出晝夜變化,白天觀測到的通量最高,連續三天在夜間觀察到最低。白天的排放量比夜間測得的高出2.7-4.2倍。在N缺乏的低通量期間,仔細觀察N2O排放的日間模式,表明N2O排放量在夜間平均比白天高約50%。這與在高通量期間觀察到的晝夜趨勢形成對比。
Narasinha等人通過本次實驗認為,TGA是傳統的痕量氣體分析儀,ARP代表中間水平,ARC(Aerodyne連續激光分析儀)代表了以EC測量所必需的精度檢測N2O信號的能力的最高水平之一。并提出,在高通量和低通量期間排放的N2O來自哪里?晝夜變化的N2O排放模式中,什么是主要的過程?這些明顯的問題需要進一步研究土壤物理,化學和生物學特性以及植物微生物過程。同時強調,要通過現代分析方法(如連續波激光光譜法)精確測量N2O的氣體交換。鑒于N2O排放的動態短期變化,為了更好地了解植物和土壤微生物群落之間的關系,及其對陸地生態系統的資源需求,需要進行連續的自動室和渦流協方差通量的測量。
本文獻:
Neglecting diurnal variations leads to uncertainties in terrestrial nitrous oxide emissions.
其他參考文獻:
Lebegue, Benjamin, et al. "Comparison of nitrous oxide (N2O) analyzers for high-precision measurements of atmospheric mole fractions." Atmospheric Measurement Techniques 9.3 (2016): 1221-1238.
Rannik, Ü., et al. "Intercomparison of fast response commercial gas analysers for nitrous oxide flux measurements under field conditions."Biogeosciences 12.2 (2015): 415-432.