【应用】创新技术：机载高灵敏度甲烷排放测量，无需地面辅助

当代科学研究的前沿领域涉及如何有效监测温室气体排放以及在多种环境条件下进行准确测量。最近的研究成果表明，基于无人机的CH4监测系统和方法可能成为解决这一问题的关键突破口。

来自瑞典Linköping University的团队成功开发了一种高精度的无人机系统，用于在废水处理厂等场所实时监测甲烷（CH4）浓度和风速，同时计算区域内总CH4排放量，该项工作发表于ACS上（https://doi.org/10.1021/acsearthspacechem.1c00106 ）。

用于测试飞行的无人机系统，接收器和笔记本电脑允许实时查看数据

这项研究通过利用无人机装载的Aeris MIRA传感器（一种基于中红外激光气体传感器），成功实现了对CH4浓度的高精度监测。该传感器利用3.3 μm CH4吸收带的强吸收能力，其灵敏度在0.1–10 000 ppm CH4范围内为0.84 ppb/s，而对乙烷（C2H6）的灵敏度小于0.5 ppb/s。这个传感器不仅测量CH4浓度，还能测量水蒸气浓度，可用于将报告的CH4浓度修正为干摩尔分数。通过该传感器，研究团队能够实时地、高精度地测量大气中CH4的浓度，从而揭示废水处理厂等场所的排放情况。

低风速测试飞行期间的水平CH4浓度地图，清楚地显示了污泥堆上的热点区域

CH4浓度和风向矢量的示例

此外，研究团队还采用了TriSonica超声波风速计，在无人机上测量风速。这种风速计重量轻、具有高分辨率，并能够与地理北向相关联，使得科学家们能够准确了解风速与CH4排放之间的关系。

通过结合CH4浓度和风速数据，科学家们能够在空间尺度上建立CH4浓度地图，并使用质量平衡法计算总CH4排放量。这种方法具有通用性，可适用于各种人为和自然环境，并为地理位置难以进入的排放源提供了一种新的测量方案。

结合风速使用质量平衡法计算出的总CH4排放量

总的来说，这项新的无人机系统和方法，结合Aeris MIRA传感器的卓越性能，为监测温室气体排放提供了一种新的解决方案，有望为科学家们更好地理解和评估不同环境下的CH4排放提供强有力的工具。

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