第八届青年地学论坛

生物活动过程中的温室气体排放，例如来自内陆水域的甲烷 (CH4) 和二氧化碳 (CO2)，在很大程度上贡献了全球变暖。在水生系统中，溶解的温室气体在空间和时间上都具有高度异质性。为了更好地了解影响CH4 和CO2源和汇的生物和物理过程，需要以时空分辨率测量它们的溶解浓度。为实现这一目标，我们开发了快速响应自动水-气平衡装置 (FaRAGE)，用于实时原位测量水面和水柱中溶解的 CH4 和 CO2 浓度。FaRAGE可以实现极短的响应时间（包括气体分析仪的响应时间，t95% = 12 s），同时保持 62.6% 的平衡比和 0.5% 的 CH4 测量精度。对于溶解的 CO2（t95% = 10 s，平衡比67.1%）能够达到类似的性能。如以稍微增加响应时间（16 s）为代价，可以达到高达 91.8% 的平衡率。当与便携式温室气体分析仪 (Picarro GasScouter) 耦合，FaRAGE 可在湖泊中以准三维方式绘制溶解浓度图。该装置可作为其他商业水-气平衡装置的廉价替代品。它具有操作简单、适用于连续监测、对悬浮颗粒物耐受性强的特点。虽然FaRAGE 是为内陆水域开发的，但它也可以通过调整水-气混合比而应用于海水。FaRAGE很容易适配其他气体分析仪，扩大潜在应用范围，包括测定水中一氧化二氮浓度以及各种溶解性气体的同位素组成。
 

温室气体；碳循环；内陆水体；水气交换