凯文·m·史密斯
分子光谱设施、空间科半岛综合体育官方APP下载德甲学和技术部门,CCLRC卢瑟福阿普尔顿实验室,奇德,OX11 0 qx、英国牛津郡
本文的第一部分中出现半岛综合体育官方APP下载德甲光谱学欧洲bdapp官方下载安卓版19/1。
硝酸过氧化乙酰(PAN)
空气质量及其对人类健康的影响是一个问题,每天影响我们所有人。在城镇和城市原位仪器用于监测空气质量。然而,了解一个地区的大气化学和生产空气质量预测需要更多的全球方法。全球运输的空气意味着即使原始地区人类活动影响。为每个化学物种运输将在多大程度上取决于大气寿命(即之前销毁化学或其他机制,如光解或热解,这可能是一个高度的函数)的性质和在该地区大气环流的来源。全球通过卫星测量仪器的唯一可行的方法获取这些信息,因此需要光谱数据在每个相关的化学物种,通常在全方位的大气温度和压力。
迈克耳孙干涉仪的被动大气探测(MIPAS)16是在欧洲航天局环境卫星在2002bdapp官方下载安卓版年3月推出。MIPAS在中红外光谱的一部分,能够解决个人大气振动转动发射和吸收线(最大光谱分辨率为0.025厘米1)。MIPAS观点地球大气层的肢体在遍历极地轨道距地球表面800公里。复杂的检索算法用于altitude-resolved大气微量气体种类的信息来自观察到的发射光谱。由于其广泛的光谱覆盖范围和高分辨率,MIPAS能够区分和测量不同大气微量气体的物种。很多物种已经在实验室特点,但仍有一些气压上重要的分子,没有足够的参考数据或现有数据的不确定性大。
硝酸过氧化乙酰(PAN)是一个令人讨厌的物种,即使在非常低的浓度可以引起呼吸道、皮肤和眼睛刺激(也可能是癌症)在人类和大量破坏植被。潘是一个二次污染物,它不是由人类活动直接产生的,而是由未燃尽的碳氢化合物通过大气中化学反应。通常与光化学烟雾事件有关,类型的看到世界上的大城市。大气中锅是很重要的,因为它作为一个储层活性氮的化合物2,这是涉及表面臭氧的生产。在温暖的低对流层锅的寿命是有限的,小时由于热解,容易发生273 K以上,但在高海拔冷锅可以存在几个月的时间。在这些高海拔锅可能远距离运输,有效地移动2从污染到原始的地区。
以前的实验室测量17日是在光谱分辨率范围5 - 0.06厘米1,在一些工作似乎不确定性导致光谱污染样品的纯度。进行精确的光谱测量在任何活性物种充满了各种各样的困难。从安全的角度盘是一个不愉快的物质高度不稳定,需要在大浓度非常微妙的处理。其不稳定也限制了确定性与哪一个可以精确的定量测量。样品之前必须立即测量和保存在低温下避免热分解。尽管这些困难莱斯特大学和分子光谱学设施(MSF)成功地产生一组红外吸收截面的大气温度范围和相关的不确定性半岛综合体育官方APP下载德甲21日,22日高达0.025厘米1决议。例子锅吸收截面在250、273和295 K图8所示。
图8。锅中红外吸收截面记录在无国界医生组织的温度在- 250,273和295 K。
大气浓度锅不包括在MIPAS操作数据产品。因此大学的莱斯特开始展开调查,以确定可以获得有用的信息在锅MIPAS数据使用MSF吸收截面。乐队790厘米左右1选择从不同的地理区域和MIPAS测量进行了研究。最初的结果是非常令人鼓舞的最低检出限约60 pptv 15公里的高度范围内,对应于北半球背景浓度。下游地区污染源浓度升高。一个典型的例子是中国东海的空气已经被运送到了来自中国大陆,否则应该是一个原始的区域。图9和图10显示观察MIPAS光芒和检索大气锅的浓度,分别。
泰坦地球起源?
研究行星大气层不是NERC科研范围内,然而,有越来越多的认为行星与地球科学可以受益于彼此。因此在2006年,无国界医生组织条件下进行测量外星人回到自己的氛围。在这种情况下,问题在调查中甚至没有一颗行星在它自己的权利,但土星的月亮。然而,当你考虑到泰坦大于汞和可能是最类似地球的太阳系中其他行星的大气的基本原理研究大气变得清晰。泰坦很有趣,因为成分和复杂的光化学的气氛,主要由氮和微量的碳氢化合物。泰坦的表面压力为1.5酒吧,从地球上没有什么不同,光化学可能类似于原始地球上的条件。事实上泰坦被描述为地球起源,因此大气的行为是气候学家感兴趣的。
最近,泰坦已经观察到土星轨道上的宇宙飞船卡西尼惠更斯号探测器,卡西尼号和下启动泰坦的表面。这些任务显示类似地球的地质和气象的迹象,云的形式和液体侵蚀,暗示可能会有发生类似于地球上的水循环过程。土卫六大气层的主要红外吸收气体甲烷,这是出席浓度接近饱和。仪器像可见和红外(VIMS)在卡西尼号远程发射和反射(太阳能)大气中的辐射和地表。在波长小于1微米,甲烷是弱吸收,然而,大浓度出现在土卫六的大气层使遥感测量在这些波长。目前实验室参考数据是基于测量在室温下在1970年代以及后来测量在大约77 K使用intra-cavity激光光谱学技术。半岛综合体育官方APP下载德甲23这些有限的测量表明,光谱是极其复杂的,尤其是温度的依赖。最好的截面是来源于外行星的光谱和泰坦24和乐队的优势从实验室研究。
图9。红色和黑色曲线在主面板显示模拟和观测MIPAS光芒775厘米之间1和810厘米1对应的大气锅490 pptv的浓度。模拟计算的美包括锅截面在无国界医生组织记录,插图所示面板右上方,除了其他大气微量气体物种从HITRAN数据库。锅的包络线光谱特性集中近790厘米1显然是存在于MIPAS观察。莱斯特大学的这个数字是复制的。
图10。从使用MSF截面MIPAS数据检索锅浓度,两个地理区域和两个海拔。东海显示高度的测量高浓度的锅相比,北半球背景浓度。莱斯特大学的图复制的。
为了充分利用数据来衡量卡西尼和牛津大学的惠更斯获得低温高分辨率光谱的甲烷。他们的目的是衡量一套明确的光谱参数波长低于两个微米。一系列的新实验室条件下测量由无国界医生组织类似于(超过)发现土卫六大气层中;在一系列温度150 K和压力5条。这需要大量的规划,以确保一个安全的工作环境和确保设备通常用于更恶劣的条件在规范操作。
例子透射光谱记录在无国界医生组织如图11所示。这些记录在14.4细胞通过多程气体的光学路径长度。温度的稳定性和均匀性在这工作是在±1 K。工作现在进展分析初始数据集产生截面并最终获得行参数和带作业。这些测量工作期间获得的经验是,目前在无国界医生组织重建工作正在进行中多路气体细胞专门为低,在100 K和450 K高温工作。进一步的低温甲烷测量计划进一步扩展数据集。
图11。甲烷的高分辨率光谱9000厘米之间1和15000厘米1在无国界医生组织的记录。这些测量是用的光学路径长度14.4米,在38 mbar和5条之间的压力和温度在150 K和290 K之间。这个数字是由牛津大学的重现。
未来
无国界医生组织,总是适应满足光谱研究人员的需求。半岛综合体育官方APP下载德甲多年来测量的复杂性进行设施稳步增加,多样性的项目也是如此。目前,访问设施non-NERC研究是有限的。很明显,这并不理想,正在努力增加容量和更广泛的社区提供服务。例如,英国合并PPARC CCLRC研究委员会在2007年可能带来的机会增加数量的行星研究的支持。也有激动人心的新技术的发展,在未来的几年可以显著提高设施。特别是中红外和太赫兹量子级联激光器的快速发展可能提供一个新的水平的测量灵敏度高光谱分辨率和时间分辨的研究。然而,最重要的是设备的未来发展方向将由科学的要求和客户的需求。无国界医生组织可在进一步的信息www.msf.rl.ac.uk。
确认
作者要感谢所有来访人员多年来帮助开发设施。进行研究本文中描述尤其要感谢一下:大卫该教授Keith发光(读大学气象部门),伊戈尔博士Ptashnik(大气光学研究所、俄罗斯托木斯克),格兰杰,博士博士丹尼尔·彼得斯和Ranah Irshad(大气、海洋和地球物理、牛津大学),格兰特博士艾伦(学院的地球、大气和环境科学、曼彻斯特大学),约翰博士Remedios(莱斯特大学物理学和天文学)和尼尔·鲍尔斯和约翰•巴奈特博士(大气、海洋和地球物理、牛津大学)。NERC承认为他们支持的设施。
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