Китайские исследователи разработали метод экологической коррекции для долгосрочного мониторинга CO₂ в городах

Дайджест исследований

Недорогие сети датчиков средней точности (LCS) стали многообещающим подходом к мониторингу выбросов CO2 в сложных городских условиях. Однако эксплуатационные характеристики этих LCS в полевых условиях сталкиваются со значительными проблемами, связанными с факторами окружающей среды (например, температурой, влажностью) и длительными отклонениями, вызванными ухудшением качества датчиков (например, старением источника света). В этом исследовании мы провели 30-месячные совместные наблюдения с использованием устройств LCS (называемых SENSE-IAP) совместно с эталонным анализатором Picarro для оценки долгосрочных полевых характеристик, которые необходимы для коррекции и валидации средне-недорогих сетей наблюдений за CO2. Разработанная нами система экологической коррекции эффективно корректировала влияние ежедневных изменений окружающей среды, что позволило снизить среднеквадратичные ошибки (RMSE) с 5,9 ± 1,2 до 1,6 ± 0,5 ppm для SENSE-IAP. Поправки оставались устойчивыми к сезонным изменениям окружающей среды, поддерживая суточную RMSE, как правило, в пределах 1-3 ppm течение 30 месяцев наблюдений. Долгосрочные осадки, которые часто наблюдались в LCS, приводили к отклонениям до 27,9 ppm в течение 2 лет. Кроме того, сезонный дрейфовый цикл способствовал увеличению RMSE до 25 ppm после 6 месяцев эксплуатации. Хотя система экологической коррекции не смогла устранить эти ошибки, линейная интерполяция эффективно откалибровала долгосрочный дрейф, снизив значение RMSE за 30 месяцев до 2,4 ± 0,2 ppm. Чтобы повысить точность работы сетей с высокой плотностью выбросов CO2, использующих такие LCS, мы рекомендуем поддерживать частоту калибровки предпочтительно в течение 3 месяцев, но не более 6 месяцев, при этом оптимальная калибровка выполняется как зимой, так и летом, чтобы обеспечить точность в пределах 5 ppm. Эти результаты свидетельствуют о том, что приборы SENSE-IAP могут работать в течение длительного времени, не требуя возврата в лабораторию для повторной калибровки или частой калибровки стандартного газа в полевых условиях, что существенно сокращает временные, трудозатратные и финансовые затраты.

Исследование опубликовано в журнале Atmospheric Measurement Techniques.