备受关注的大气成分如何探测？高精尖设备有哪些？一探究竟

近年来，随着人们对大气环境质量和美丽生态环境的要求越来越高，气雾剂，PM2.5，温室气体，雾气，臭氧，臭氧等成为高频词，并引起了公众的广泛关注。当然，它们也是大气成分科学研究的重要主题。

如何检测到这些看似无形的和无形的大气成分？哪些高端设备使用了技术人员？今天，让我们找出答案。

专家：中国气象局气象探测中心的高级研究员张阳，Yao Bo，高级工程师Jin Junli，Jing ，Sun Wanqi，Liang Miao

Jian

β射线方法气溶胶质量浓度观察者：环境气象监测和采样中的“大主”

I am a beta-ray mass and has the on a large scale since 2014. The beta ray is one of the for mass used at home and ( light and ), and is also the with the most of in my at .如果您去上安迪安兹大气的骨干站，您会看到高大而英俊的​​我。

尽管我很大，但我的心实际上是非常精致的。我可以在大气中“停止” 0.01至100微米之间的气溶胶颗粒。不仅如此，我还可以分析他们的质量。

根据气溶胶在β射线上的吸收特征，我使用“体内”空气泵选择代表性的大气样品，“截取”气溶胶颗粒，并用β射线源照射这些颗粒。通过分析辐照前后β射线的衰减度，我计算了气溶胶颗粒质量的变化。因此，获得采样空气中气溶胶的质量浓度。

气溶胶的粒径各不相同。如何测量不同粒径的质量浓度？这需要使用不同的空气入口切割头，例如总悬浮颗粒（TSP），粒度低于10微米（PM10），PM2.5和PM1的颗粒。对于不同的气溶胶颗粒，我将使用不同的切割头来处理它。

近年来，随着人们对生态环境的需求变得越来越高，气雾剂监测数据已越来越广泛，环境评估，模型预测等与我的监视数据密不可分。

据我所知，目前，中国气象管理局的“大气环境气象公告”和“中国气候变化蓝皮书”以及雾化时间和雾霾水平产品的生产具有我的数据支持。

含氟的温室气体和臭氧动物分析系统：“纯手工制作”

我的英语名称是希腊神话中带有波浪状头发的女妖。也许是因为我有太多的线程，并且看起来与外观非常相似。但是，我不是一个可怕的怪物。相反，我是一个“神奇的”大气组成分析系统。这太神奇了，因为我是中国气象局在实验室中通过国际合作“纯粹手工制作”的科学研究人员，目前无法在市场上购买它。

我的核心是一种样品预处理系统，它使用200多个零件“组装”它，尤其是手动填充的两个特殊的材料陷阱，可以快速改变负180℃和100°之间的温度，并分离需要从空气中测量的气体。我使用了称为“通用检测器”的气相色谱 - 质谱仪，以便可以准确测量分离的气体的含量。

My magic lies in its , which can more than 50 low- gases in the , four types of - gases that cause ( HFC, PFC, SF6, NF3) and six types of ozone- that cause臭氧耗竭（氯氟碳CFC，氢氯氟化合物HCFC，Halon Halon，Halon，甲基氯仿，四氯化碳CCL4，甲基溴化物CH3BR）。

关于我的最令人惊奇的事情是，我可以在大气中检测到痕量的PPT物种（一部分数万亿），错误的错误不超过1％。一个万亿分之一的概念是什么？例如，这就像在地球人口（1万亿人口）中发现有需要的人，并描述了他的身高和体重，错误的误差不超过1厘米或1千克。

我可以做到这一点，都依靠两个陷阱，可以从样品中清除空气中的氮，氧，氩气和二氧化碳，仅将含氟的温室气体和臭氧耗尽的物质留入分析的气相色谱质量光谱仪中，以避免了干扰物质的影响，并极大地改善了精确的分析。

近年来，我获得的含氟温室气体和消耗臭氧的物质已在重要的报告中使用，例如中国温室气体公告和联合国“臭氧耗竭评估报告”，为评估重要的全球环境问题（例如气候变化和气候变化和臭氧消耗）提供了宝贵的基本数据。其中，每年通过中国温室气体公告释放了三种含氟温室气体的背景浓度和北京北京香格基基金会站获得的7种臭氧动物。

反应性气体监测器：主动气体捕获器

他们喜欢，并且很容易与大气家族的其他成员反应，在大气成分（氮氧化物，二氧化碳，一氧化碳，臭氧等）中有一个“活性家族”。这个活跃的家族也称为反应性气体。

他们具有强大的化学反应活性，并在各地感受到存在感。他们特别喜欢“插入”环境问题的反应过程，例如气溶胶，酸雨和光化学烟雾。在更快的大气化学反应（通常是氧化反应）之后，有些会转化为其他成分，而有些则在大气家族中消失。

对于这样的激进主义者，大气检测科学家是否有任何方法可以捕获有关它们的线索？

答案是肯定的 - 也就是说空气的成分，我的一个来自美国的反应性气体监测器似乎很简单，外观正常，甚至有些老式，但他是环境气象观察站的主角之一。

正是因为我总是将自己视为主角，在主角的光环下，我可以轻松地“ float” - 监视零点偶尔会漂移一段时间，技术人员需要定期校准。此外，我有点挑剔，只能测量气体，因此技术人员需要采取一些措施来防止颗粒物进入我的胃，也就是说，我会为我戴口罩，需要定期更换。

如何监视反应气体？化学发光法（NOX的测量），紫外荧光法（SO2的测量），气体滤波器相关分析方法（CO的测量）和紫外光度法方法（O3的测量）。化学发光方法使用的特征是，在NO分子和O3之间反应后产生的特征光的强度与NO浓度成正比。紫外线荧光方法使用SO2与IT激发的紫外线荧光强度之间的线性关系。气滤波器相关分析方法的工作原理是基于CO可以在4.6微米的波长下吸收红外光的现象。紫外光度法基于以下原理：臭氧具有253.7纳米波长的紫外线的特征吸收。简而言之，每个人都展示了他的超自然力量。

尽管我是主人公，但我仍然努力工作，每小时以信息形式向国家业务部门发送反应性气体数据，以提供材料，以便专家进行环境评估和生产“大气环境气象公告”。

甲烷/一氧化碳/一氧化二氮/硫六氟化物分析系统：DIY的完美组合

我们是“ DIY”技术人员的分析系统，它填补了国内市场此类设施的空白。在气象检测之后，技术人员将样品收集和预处理模块，压力和流量控制模块，分析（标准校准）模块，数据处理模块等组合在一起后，它们使我们成为我们今天的状况。

在我们的团队中，样品收集和预处理模块过滤器并去除收集的空气样品以获取干净的空气样品；压力和流量控制模块负责控制集合和预处理模块中气体的压力和流动，以满足随后的模块操作的要求；分析（标准校准）模块测量并校准样品收集和预处理模块发送的干净空气样品。分析的核心部分（标准校准）模块是气相色谱，它可以分离并检测样品中要测试的物质。这三个成员完成工作后，数据处理系统将对指定终端进行分类，封装和自动上传。

尽管我们是DIY，但我们的功能根本不是劣等的。我们可以实现对四种温室气体的全自动实时在线分析：甲烷/一氧化碳/氮氧化物/硫六氟化物。我们的分析准确性符合国际标准。

实际上，我们已经在全国范围内使用了六个大气背景站已有10年了，并且我们获得的数据每年都会通过中国温室气体公告向公众发布。

二氧化碳/甲烷/一氧化碳分析系统：有效地团结“兄弟”

我们是一个全自动且高精度分析系统，这是一个高效且协作的团队，其中包括注射系统，分析（关键校准）系统，数据处理系统和监视系统。长女的抽样系统负责采样和预处理，第二个儿子的分析（标准校准）系统负责准确的样本分析，第三个儿子的数据处理系统负责数据计算，包装和上传，并且第四个儿子的监视系统负责监测三个兄弟的稳定操作。

整个团队由中国气象管理局的员工独立组成，自2010年以来一直在国家大气背景站任职。

我们的兄弟们总是有明确的劳动分工。老板拿起铅，并自动连续收集空气样品，并通过过滤器自动自动过滤颗粒物，然后通过拆卸设备去除水以获得“干净干燥的空气”。第二个儿子得到长子发送空气样本后，他测量并校准了二氧化碳/甲烷/一氧化碳的浓度。分析（标准校准）系统是我们的第二个孩子，具有核心成分 - 光腔功能不全谱分析仪。测量原理可以简单地理解为：一束激光进入包含空气样品的空房屋，在墙上来回反射以形成振荡，并且通过记录激光的衰减过程获得房屋中气体浓度的变化。

这两个成员完成工作后，第三个兄弟出现并分类，封装并自动将数据上传到指定的终端，并完成了一系列工作。等等，第四个兄弟需要检查工作结果，以防止上一个兄弟犯错误。

尽管我们的团队很强大并且有很多兄弟，但我们并不粗心。我们的测量精度达到痕量水平（PPB），并且数据采集以秒为单位计算。毫不夸张地说，当您呼吸时，您可以看到仪器信号的火箭般的上升。

多年来，我们的兄弟们共同努力并做出了许多贡献。我们的数据（部分）用于重要报告中，例如WMO温室气公告和中国温室气体公告，以及许多科学评估，例如WMO，联合国环境计划（UNEP），政府间小组间的气候变化（IPCC）以及其他科学评估，以及其他科学评估，为国家的工作提供了特别的参考，使他们的工作尤其适应了 sans的工作。

紫外线辐射光谱仪：太阳的忠实“追随者”

我是从国外引入的精确工具，也是世界气象组织推荐的臭氧柱总观测工具。

目前，我国气象部门使用的所有紫外线辐射光谱仪均已引入国外。因此，一旦我失败，就很难维护。

我们都熟悉紫外线，其光线为10至400纳米的波长，可以将其分为三种类型：UVA，UVB和UVC。紫外线会损坏皮肤。幸运的是，大气中的大多数紫外线都被臭氧层阻塞。

尽管臭氧在大气中的内容很少，但它的影响很大。大气中的臭氧主要集中在平流层中，其强烈的紫外线吸收可保护表面生物和人类。同时，平流层臭氧也是平流层的主要热源，在地球大气循环和地球气候的形成中起着重要作用。如何在大气中测量臭氧？自1990年代以来，我被介绍以观察臭氧柱的总量，并根据LHASA大气组件站的紫外线辐射光谱仪和三个国家大气背景站进行了基于紫外线辐射光谱仪的总量 - ，和Lin'an。我可以准确跟踪太阳，并在五个波长的紫外线辐射下测量光强度。不仅如此，大气中的臭氧柱，臭氧垂直剖面和二氧化硫SO2浓度也可以根据差异吸收原理倒置。

目前，中国气象局的总大气背景臭氧观察结果参与了卫星观察数据的地面验证和气候变化评估，并定期将其提交给世界臭氧和紫外线辐射数据中心（WOUDC），以评估每4年的平流层臭氧消耗。