原文以Dried, closed-path eddy covariance method for measuring carbon dioxide flux over sea ice為標題即將發(fā)表于2018年的Atmospheric Measurement Techniques上。
北極海洋環(huán)境在全球碳循環(huán)中發(fā)揮著(zhù)重要作用。然而，海冰是如何影響該地區海洋-大氣間CO2通量交換的？人們的看法并不一致。這其中很大一部分原因歸結于不同的測量方法。目前，在該系統中，有兩種主要的測量CO2通量的方法：環(huán)閉式測量方法和渦度協(xié)方差方法。之前的研究結果顯示，環(huán)閉式測量方法似乎比渦動(dòng)協(xié)方差方法更為可靠。但是，在這些偏遠地區，長(cháng)期定位監測生態(tài)系統尺度上的碳通量交換，渦度協(xié)方差方法更為可行。
圖1 LI-7200/RS采樣管、LI-7500、EC150渦度協(xié)方差設備
圖2 LI-7200/RS閉路式渦度協(xié)方差系統
在該項研究中，研究者們重點(diǎn)討論了如何在這種生態(tài)系統中，設計合理的渦度協(xié)方差監測系統，強調不同渦度協(xié)方差系統間的測量數據差異。
該系統安裝在Qikirtaarjuk島上一座10m高的塔上。該系統采用海洋-大氣氣體交換測量領(lǐng)域的最新方法：干燥樣品氣流后，利用閉路式紅外氣體分析儀LI-7200/RS測量CO2濃度。通常，在氣體通量值低的生態(tài)系統中，開(kāi)路式IRGA設備的測量數據會(huì )受到“水汽問(wèn)題”的影響。
圖3 和LI-7200（紅線(xiàn)）以及LI-7500（藍色十字）對比來(lái)看，EC150的數據（綠色菱形）波動(dòng)最大
研究者們分析了2017年5月至8月四個(gè)月（這一時(shí)期涵蓋了冬季有冰階段至夏季無(wú)冰階段）連續測量的數據。結果表明，和開(kāi)路式測量（EC150以及LI-7500）數據比較，干燥的閉路式渦度協(xié)方差系統LI-7200/RS大大降低了CO2通量數據的波動(dòng)，其測量結果首次和環(huán)閉式方法的基本一致。這種新型的渦度協(xié)方差系統，通過(guò)太陽(yáng)能或風(fēng)能驅動(dòng)，因此可實(shí)現全天候長(cháng)期定位測量。這對理解北極海冰生態(tài)系統碳通量的長(cháng)期變化規律及驅動(dòng)因素很有幫助。