Мониторинг колебаний атмосферного углекислого газа

www. atmosphere. mpg. de/enid/ACCENTru > Номер 1. Mай 2005 г.> R: Исследование

		Мониторинг колебаний атмосферного углекислого газа
1. Мейс Хэд – пункт наблюдений за атмосферой на океанском берегу в Ирландии. Фото Тима Луекера, SIO.

Мониторинг в Мейс Хэд На западном побережье Ирландии, на севере залива Голуэй, вы увидете в пустынном месте дом и несколько мачт вокруг. Он похож на дом пастуха, но фактически укомплектован оборудованием для исследования атмосферы. Здесь атмосферный углекислый газ измеряется непрерывно, а также дополнительно еженедельно берутся образцы в стеклянные 2 л или 2,5 л емкости для дальнейшего анализа.		2. Станция мониторинга в Мейс Хэд: здесь Университет в Голуэй, партнер ACCENT, и нескольких международных групп ученых выполняют непрерывный мониторинг атмосферы, а также эпизодические полевые исследования.
3. Сравнение значений проб CO2, отобранных в Мейс Хэд и независимо проанализированных в Боулдере (бесцветные кружочки), и во Франции (красные точки).		Концентрация углекислого газа определяется в Лаборатории Контроля и Диагностики Климата (CMDL) организации NOAA в Боулдере, Колорадо (США), методом газовой хроматографии. Эта лаборатория сравнивает результаты анализов с анализами других лабораторий во всем мире. Пробы из Мейс Хэд также анализируются в лаборатории во Франции, используя метод масс-спектрометрии. Станция Мейс Хэд – только одна из сети Глобальной службы атмосферы (GAW), в которой сравниваются атмосферные данные по всему миру: отношения смеси углекислого газа, моноксида углерода, метана, диоксида серы, окиси нитрогена и др.

Традиционный масс-спектрометр Масс-спектрометрия – метод разделения молекул различных молекулярных масс. Положительно заряженные молекулы бомбардируются электронами, которые отбирают у них один электрон. Заряжененные молекулы (ионы) проходят сквозь искривленное электрическое поле, и, в зависимости от их массы, путь их или отклоняется, чтобы достигнуть детектора, или остаются на стенах блока. Молекулы с различными массами могут быть разделены и детектированы с изменением силы электрического поля.

4. Масс-спектрометр. Источник: Университет Висконсина.

5. Среднемесячные значения CO2 – от Мейс Хэд. © GAW.

Что влияет на концентрацию CO2? В основном, углекислый газ однородно распространяется по всему миру и отношения смеси в двух различных местах отличаются только на несколько частей на миллион (в ppm). Точные данные, однако, зависят от местных источников эмиссии и поглощения CO2. Например: большие города и угольные электростанции выпускают много CO2; cтанция Мейс Хэд расположена близко к океану, где фитопланктон (морские водоросли) поглощают углекислый газ и, разлагаясь, частично переносят его в более глубокие слои океана. Леса, в сезон вегетации, поглощают углекислый газ и образуют биомассу.

6. Среднечасовые значения CO2 за 2002 год, измеренные в Барроу (Аляска). © NOAA, GAW.

Принимая во внимание все эти факторы, мы видим на диаграмме от Барроу (рисунок слева) сезонные вариации CO2, и пики их кратковременного нарушения. Джерард Спэйн является научным сотрудником в Мейс Хэд и отвечает на наш вопрос: “Можем ли мы быть уверенными, что только чистый воздух, не запачканный продуктами человеческой деятельности (так называемый “фоновый” воздух), находится в еженедельных или ежемесячных пробах.?”

– Образцы в стеклянные емкости обычно забираются только в чистых, фоновых условиях. Проба нефонового воздуха представляет либо континентальный воздух (прибывающий, например, из индустриальных регионов Европы), либо взята, просто избегая большого промежутка в учете данных. В любом случае, все это фиксируется и не включается ни в какой анализ "фона". – Чтобы избежать случайного забора загрязненного воздуха, учитываются прогнозы погоды и траектории (куда и откуда прибудет воздух). Это используется для того, чтобы выбрать необходимые дни для осуществления забора проб. Дополнительно, в это же время или близко к нему, измеряются различные трассерные газы и параметры аэрозоля. Все это используется для определения, насколько "чиста" воздушная масса. Наконец, обратные траектории (компьютерные вычисления того, куда и откуда прибыла воздушная масса) используются, чтобы идентифицировать регион-источник для каждого образца. Это также является подтверждением того, что воздух в пробе является фоновым.

Джерард Спэйн – научный сотрудник в Мейс Хэд .

Проблемы, решаемые в аналитической науке О чем ученые должны думать, измеряя концентраций CO2? О том, что точный анализ важен для многих результатов, в том числе и для проводимых в ваших классах.
Забор проб Большинство ошибок делается при заборе проб. Образцы не должны быть взяты непосредственно в струе газа выхлопной трубы. Вообразите, что вы измеряете CO2 после урока в вашей классной комнате. Какой результат вы ожидаете по сравнению с исследованием образцов, взятых снаружи? Рассмотрите, является ли место забора проб характерным для региона, и действителен ли этот результат в других местах. Если концентрация примесей имеет сезонный или даже суточный ход, то одна проба в год или в месяц не может быть достаточной.		7. Измерение поглощения углекислого газа деревьями (при помощи разветвленной кюветы в Hyytiälä / Финляндия) является более неточным, чем измерение относительно устойчивых значений отношений смеси CO2 в воздухе. Источник: Университет Хельсинки.

Загрязнения А пробоотборники должны быть очищены от образцов имевшегося там ранее воздуха? Да, они должны быть вычищены и вымыты. А могут ли остаться примеси на стенках емкостей, если пробы хранятся в течение длительного времени? Воздух проб не должен соприкасаться с воздухом лаборатории измерений.

9. Вычислите массы молекул CO2 и N2O. Какова проблема с разделением масс в обычном масс-спектрометре? Изображение: Элмар Ухерек.

Эталон Углекислый газ должен сверяться с эталоном. Сам эталон может меняться со временем. Поэтому, он должен быть хорошо подготовлен. Инструмент Действительно ли инструмент достаточно точен? Можно ли отличить CO2 от N2O (оба – парниковые газы) по массе молекул, используя обычный масс-спектрометр?

Ученые потратили много времени для исследования, пробуя улучшить методы измерения и избегать потенциальных ошибок, описанных выше. В настоящее время, доступны превосходные инструменты, но ошибки могут легко быть сделаны при заборе проб из-за проблем эталонирования и загрязнения. Автор: Элмар Ухерек. Институт Химии Макса Планка, Майнц, Германия.

© ACCENT 2006 | www. accent-network. org

Основные порталы (построено редакторами)

Домашний очаг Дом • Дача • Садоводство • Дети • Активность ребенка • Игры • Красота • Женщины • (Беременность) • Семья • Хобби Здоровье: • Анатомия • Болезни • Вредные привычки • Диагностика • Народная медицина • Первая помощь • Питание • Фармацевтика История: СССР • История России • Российская Империя Окружающий мир: Животный мир • Домашние животные • Насекомые • Растения • Природа • Катаклизмы • Космос • Климат • Стихийные бедствия Справочная информация Документы • Законы • Извещения • Утверждения документов • Договора • Запросы предложений • Технические задания • Планы развития • Документоведение • Аналитика • Мероприятия • Конкурсы • Итоги • Администрации городов • Приказы • Контракты • Выполнение работ • Протоколы рассмотрения заявок • Аукционы • Проекты • Протоколы • Бюджетные организации Муниципалитеты • Районы • Образования • Программы Отчеты: • по упоминаниям • Документная база • Ценные бумаги Положения: • Финансовые документы Постановления: • Рубрикатор по темам • Финансы • города Российской Федерации • регионы • по точным датам Регламенты Термины: • Научная терминология • Финансовая • Экономическая Время: • Даты • 2015 год • 2016 год Документы в финансовой сфере • в инвестиционной • Финансовые документы - программы

Техника Авиация • Авто • Вычислительная техника • Оборудование • (Электрооборудование) • Радио • Технологии • (Аудио-видео) • (Компьютеры) Общество Безопасность • Гражданские права и свободы • Искусство • (Музыка) • Культура • (Этика) • Мировые имена • Политика • (Геополитика) • (Идеологические конфликты) • Власть • Заговоры и перевороты • Гражданская позиция • Миграция • Религии и верования • (Конфессии) • Христианство • Мифология • Развлечения • Масс Медиа • Спорт (Боевые искусства) • Транспорт • Туризм Войны и конфликты: Армия • Военная техника • Звания и награды Образование и наука Наука: Контрольные работы • Научно-технический прогресс • Педагогика • Рабочие программы • Факультеты • Методические рекомендации • Школа • Профессиональное образование • Мотивация учащихся Предметы: Биология • География • Геология • История • Литература • Литературные жанры • Литературные герои • Математика • Медицина • Музыка • Право • Жилищное право • Земельное право • Уголовное право • Кодексы • Психология (Логика) • Русский язык • Социология • Физика • Филология • Философия • Химия • Юриспруденция

Мир Регионы: Азия • Америка • Африка • Европа • Прибалтика • Европейская политика • Океания • Города мира Россия: • Москва • Кавказ • Регионы России • Программы регионов • Экономика Бизнес и финансы Бизнес: • Банки • Богатство и благосостояние • Коррупция • (Преступность) • Маркетинг • Менеджмент • Инвестиции • Ценные бумаги: • Управление • Открытые акционерные общества • Проекты • Документы • Ценные бумаги - контроль • Ценные бумаги - оценки • Облигации • Долги • Валюта • Недвижимость • (Аренда) • Профессии • Работа • Торговля • Услуги • Финансы • Страхование • Бюджет • Финансовые услуги • Кредиты • Компании • Государственные предприятия • Экономика • Макроэкономика • Микроэкономика • Налоги • Аудит Промышленность: • Металлургия • Нефть • Сельское хозяйство • Энергетика Строительство • Архитектура • Интерьер • Полы и перекрытия • Процесс строительства • Строительные материалы • Теплоизоляция • Экстерьер • Организация и управление производством