QXT 429-2018 温室气体 二氧化碳和甲烷观测规范 离轴积分腔输出光谱法

摘要：本文件规定了采用离轴积分腔输出光谱法进行二氧化碳和甲烷观测的技术要求、仪器设备、观测方法、数据处理与质量控制等内容。本文件适用于大气中二氧化碳和甲烷浓度的地面固定点观测。
Title：Greenhouse Gases - Observation Specifications for Carbon Dioxide and Methane by Off-Axis Integrated Cavity Output Spectroscopy
中国标准分类号：P57
国际标准分类号：13.060.40

引言

随着全球气候变化的加剧，温室气体（GHG）如二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）的监测变得尤为重要。准确、高效的观测方法对于评估温室气体的来源与分布具有重要意义。近年来，离轴积分腔输出光谱法（OA-ICOS）因其高灵敏度和快速响应的特点，在温室气体观测领域得到了广泛应用。本研究基于QXT 429-2018《温室气体 二氧化碳和甲烷观测规范》，探讨了该方法在实际观测中的应用及其技术优势。

方法概述

离轴积分腔输出光谱法是一种基于光吸收原理的高精度测量技术。其核心在于利用激光器发射的单色光通过多次反射增强光程，从而提高检测灵敏度。以下是该方法的主要步骤：

• 使用窄带激光器发射特定波长的光束。
• 光束进入积分腔后发生多次离轴反射，显著增加有效光程。
• 检测器记录光强衰减信号，并通过朗伯-比尔定律计算气体浓度。

技术优势

与传统观测方法相比，离轴积分腔输出光谱法具有以下显著优势：

• 高灵敏度：通过多次反射增强光程，能够检测极低浓度的温室气体。
• 快速响应：实时监测能力使得数据采集频率更高，适用于动态环境变化的研究。
• 稳定性：系统设计中采用稳定的光学元件和精密控制算法，确保长期运行的可靠性。

标准规范的应用

QXT 429-2018规范为离轴积分腔输出光谱法提供了详细的实施指南，包括设备校准、数据处理和质量控制等方面的要求。这些规范的严格执行有助于确保观测结果的准确性和可比性。例如：

• 设备需定期进行零点和跨度校准，以消除漂移误差。
• 数据处理应采用标准化算法，避免人为因素的影响。
• 质量控制环节需设置多重验证机制，确保异常数据被及时识别和修正。

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