基于水-汽平衡器的离轴积分腔输出光谱法(ICOS)走航观测海水中溶解CH4

摘要

基于水-汽平衡器的离轴积分腔输出光谱法(off-axis integrated cavity outputspectroscopy,ICOS)连续观测表层海水中的溶解CH4,该检测器的核心部件是高度特异性的激光光源及高反射率(R～0.9999)的镜子以获得超过2×103m的吸收光程,以极高的精度检测顶空器气体中的CH4.该系统选用Weiss水-汽平衡器在室温下通自来水通过打破平衡-恢复平衡的模拟实验,计算得到平衡器对于CH4 的平衡时间常数τ约为40min.利用“雪龙号“执行“中国第5次北极科学考察”由上海-青岛航渡期间(2012年6月28-29日)的机会,观测了南黄海航迹线上表层海水中的溶解CH4,浓度范围为2.79-36.36nmol/L,平均值为9.63±8.85nmol/L,由南向北海水中溶解CH4浓度逐渐降低,长江口外海域为最高值,可能是受到富含CH4的长江冲淡水的影响,观测到的溶解CH4含量均为过饱和,通量范围为98.59-5485.35μmol/(m2d),平均值1169.74±1398.46μmol/(m2d),表明南黄海是大气中CH4的源.