原文以Dried, closed-path eddy covariance method for measuring carbon dioxide flux over sea ice為標(biāo)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)揮著重要作用。然而，海冰是如何影響該地區(qū)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(jié)于不同的測量方法。目前，在該系統(tǒng)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(jié)果顯示，環(huán)閉式測量方法似乎比渦動協(xié)方差方法更為可靠。但是，在這些偏遠地區(qū)，長期定位監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)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(shè)備
圖2 LI-7200/RS閉路式渦度協(xié)方差系統(tǒng)
在該項研究中，研究者們重點討論了如何在這種生態(tài)系統(tǒng)中，設(shè)計合理的渦度協(xié)方差監(jiān)測系統(tǒng)，強調(diào)不同渦度協(xié)方差系統(tǒng)間的測量數(shù)據(jù)差異。
該系統(tǒng)安裝在Qikirtaarjuk島上一座10m高的塔上。該系統(tǒng)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(tǒng)中，開路式IRGA設(shè)備的測量數(shù)據(jù)會受到“水汽問題”的影響。
圖3 和LI-7200（紅線）以及LI-7500（藍色十字）對比來看，EC150的數(shù)據(jù)（綠色菱形）波動最大
研究者們分析了2017年5月至8月四個月（這一時期涵蓋了冬季有冰階段至夏季無冰階段）連續(xù)測量的數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，和開路式測量（EC150以及LI-7500）數(shù)據(jù)比較，干燥的閉路式渦度協(xié)方差系統(tǒng)LI-7200/RS大大降低了CO2通量數(shù)據(jù)的波動，其測量結(jié)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(tǒng)，通過太陽能或風(fēng)能驅(qū)動，因此可實現(xiàn)全天候長期定位測量。這對理解北極海冰生態(tài)系統(tǒng)碳通量的長期變化規(guī)律及驅(qū)動因素很有幫助。