用于測量垃圾填埋場和溫室氣體排放熱點甲烷通量的無人機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)和試驗

日期： 2018-03-23

瀏覽次數(shù): 72

摘要：

本文介紹了一種新的采樣和測量方法，該方法使用無人航空系統(tǒng)（UAS）記錄的二氧化碳濃度和風(fēng)力數(shù)據(jù)的代用測量結(jié)果來推斷甲烷通量。這里描述和試驗的通量法適用于垃圾填埋場和類似溫室氣體排放熱點的空間尺度，使其成為一種低成本和快速案例研究量化目前尚不能確定（但非常重要）溫室氣體通量的重要新方法源。我們提供了一個研究案例，利用這些基于UAS的測量結(jié)果，從英格蘭北部的試驗填埋場獲得瞬時甲烷通量，采用為UAS采樣定制的質(zhì)量平衡模型，并將CO?2濃度聯(lián)合排放作為甲烷排放代用品。在2014年11月27日和2015年3月5日進(jìn)行的兩次試驗中，甲烷通量（和通量不確定性）分別為0.140 kg s-1（1σ時為±61％）和0.050 kg s-1（1σ時為±54％）。背景（流入）濃度（> 40％）和風(fēng)速（> 10％）的環(huán)境變化主導(dǎo)了流量的不確定性;而儀器所導(dǎo)致的誤差率僅為1-2％。所描述的方法代表了關(guān)于溫室氣體熱點通量計算這一具有挑戰(zhàn)性的問題的重要進(jìn)展，并且提供了對各種類似環(huán)境的可再現(xiàn)性。這種新的測量解決方案可以增加一套方法來更好地驗證特定源溫室氣體排放清單?-?這是“聯(lián)合國氣候變化框架公約”COP21（巴黎）氣候變化協(xié)議的一項重要新要求。

閱讀原文請點擊下方鏈接

用于測量垃圾填埋場和溫室氣體排放熱點甲烷通量的無人機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)和試驗

cdca8bc3618723d5efe56119fc8d3c9a.pdf?(2.98 MB)

上一篇：無下一篇：應(yīng)用ABB LGR分析儀與雙標(biāo)水法(Doubly-Labeled Water M

News / 相關(guān)新聞 More

ASD | LabSpec地物光譜儀在反演土壤水分特征曲線方面的應(yīng)用

2024 - 11 - 07

對地表入滲和蒸發(fā)通量的分配，以及準(zhǔn)確量化不同空間尺度下土壤與大氣之間的質(zhì)量和能量交換過程，都需要了解土壤的水文性質(zhì)（如土壤水分特征曲線和導(dǎo)水率特征曲線）。土壤水分特征曲線（SWRC）描述了在基質(zhì)勢下土壤水分含量的平衡情況，是重要的水文特性，與土壤孔隙的大小分布和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，受土壤結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、有機(jī)物和粘土礦物等因素的影響。傳統(tǒng)測量SWRC的實驗室方法繁瑣，數(shù)據(jù)往往不完整，且只覆蓋有限的水分含量范圍。近年來，近程和遙感技術(shù)得到了廣泛關(guān)注，特別是在光學(xué)域內(nèi)的土壤反射光譜已被用于獲取土壤礦物學(xué)和化學(xué)成分、有機(jī)物含量、粒度分布及水分含量等信息。這些研究為衛(wèi)星遙感提供了大尺度測繪的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)方法主要依賴光譜轉(zhuǎn)移函數(shù)，盡管能有效推斷土壤水力特性，但需大量數(shù)據(jù)進(jìn)行模型校準(zhǔn)。本文提出了一種新的實驗室方法，通過水分含量依賴的短波紅外（SWIR）土壤反射光譜直接估計SWRC，利用最近開發(fā)的前向輻射傳輸模型，僅...

More

LI-2100 | 基于水分利用策略和植物性狀確定坡耕地玉米種植適宜土壤厚度

2024 - 10 - 29

水資源在糧食生產(chǎn)和生態(tài)修復(fù)中的關(guān)鍵作用，特別是在頻繁出現(xiàn)的高溫、干旱等極端天氣條件下，威脅糧食生產(chǎn)，加速土地退化。研究指出，中國作為人均水資源低于世界平均水平的國家，農(nóng)業(yè)用水已占全國總用水量的60%以上，但整體用水效率較低且區(qū)域差異顯著。尤其在山區(qū)和丘陵地區(qū)，土壤侵蝕和厚度減少嚴(yán)重影響了蓄水能力，加劇了干旱頻發(fā)和作物減產(chǎn)的風(fēng)險。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，本文強(qiáng)調(diào)了通過優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理實踐，提高用水效率，以緩解干旱脅迫，維持作物產(chǎn)量的重要性。本次田間試驗在中國科學(xué)院鹽亭紫色土農(nóng)業(yè)生態(tài)站進(jìn)行，該站位于中國四川盆地中北部，海拔400-600m（東經(jīng)105° 27’，北緯 31°16’）（圖 1）。該地區(qū)屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，平均氣溫 17.3℃。年平均降水量為826mm，蒸發(fā)量為680 mm。降雨分布不均，約70%的年降水發(fā)生在夏秋季，季節(jié)性干旱頻繁，主要發(fā)生在春季和初夏。圖1...

More

Resonon | Pika IR+高光譜成像儀在考古學(xué)方面的應(yīng)用

2024 - 10 - 29

考古學(xué)雖然常與發(fā)掘相關(guān)，但許多遺址仍需通過地表上的文物和其他特征來進(jìn)行識別。對這些地表考古記錄的分析不僅可以揭示不同定居時期的信息，還能展示土地的農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)或儀式用途，以及景觀中人、物、思想的流動模式。本文介紹了一種利用機(jī)載高光譜短波紅外 (SWIR) 圖像的新方法，用于記錄和分析地表考古材料。SWIR 光可以區(qū)分不同類型的巖石、礦物和土壤，地質(zhì)學(xué)家經(jīng)常利用這一原理繪制地質(zhì)圖。Resonon Pika IR+高光譜成像儀能夠以優(yōu)于10厘米的空間分辨率收集SWIR圖像，從而識別并表征地表文物。本文探討了在NASA Space Archaeology 資助下進(jìn)行的實驗，展示了這項技術(shù)的潛力和挑戰(zhàn)，特別是在成功定位和表征單個文物方面，同時指出了未來發(fā)展的關(guān)鍵方向。作者團(tuán)隊將 Resonon Pika IR+高光譜成像儀安裝在 DJI M600上（圖 1）。還在機(jī)身頂部安裝了額外的 GPS 天線桿...

More

2018–2019年大興安嶺北部近地表土壤凍融期森林土壤CO2和CH4通量

2024 - 10 - 21

高緯度苔原和針葉林、中緯度闊葉林和草原、高山和高原地區(qū)普遍存在季節(jié)性、晝夜性甚至持續(xù)數(shù)小時的凍融循環(huán)。北半球近55%的陸地面積經(jīng)歷季節(jié)性凍融，土壤凍融循環(huán)持續(xù)時間從幾天到150天不等。頻繁的凍融循環(huán)改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和代謝，加速土壤有機(jī)質(zhì)的分解，并以溫室氣體（如CO2、CH4和N2O）或溶解有機(jī)碳（DOC）的形式排放。這些過程已成為生態(tài)學(xué)、凍土學(xué)和生物地球化學(xué)研究的重點。凍融循環(huán)對地表土壤CO2和CH4通量的影響備受關(guān)注。一項研究發(fā)現(xiàn)，積雪對冬季土壤呼吸的影響是短暫的，厚度變化對CO2通量影響小。了解活動層過程對多年凍土區(qū)土壤CO2和CH4動態(tài)的響應(yīng)和反饋至關(guān)重要。凍融循環(huán)頻率和持續(xù)時間對高寒地區(qū)土壤碳通量具有重要調(diào)控作用。不同生態(tài)系統(tǒng)在融化期具有較高的CO2和CH4通量，研究表明，在近地表土壤凍結(jié)期間CO2通量達(dá)到峰值，隨后顯著下降。春季融化期（20-30天）的甲烷通量...

More

【關(guān)閉窗口】【打印】