最新檢測技術(shù)應對全球氣候變暖
加入技術(shù)交流群
太陽(yáng)不斷地在向地球發(fā)送著(zhù)能量，根據能量平衡，地球也必須向太空發(fā)送同等的能量。但由于地球比太陽(yáng)的溫度要低的多，因此它對外輻射的能量波長(cháng)要比太陽(yáng)的長(cháng)，尤其是在紅外線(xiàn)波段內的波長(cháng)。地球的大氣層隔絕了大部分熱能的散發(fā)，并把這些熱能反射到地球表面。這種現象被稱(chēng)之為溫室效應；此外，人類(lèi)的活動(dòng)，尤其是古生物能源石油的消耗和大量森林資源的消耗，都大大地提高了溫室氣體在大氣層中的濃度。這樣一來(lái)，地球吸收的太陽(yáng)能越來(lái)越多，從而加強了溫室效應，使得全球的氣候不斷變暖。
全球氣候變暖的現象已經(jīng)非常嚴重，探索相對應的解決方案需要全世界的工程師和科學(xué)家們共同努力合作。而探索出來(lái)的最終結果需要依靠原來(lái)一直沒(méi)有公布的、由成千上萬(wàn)分布在世界各地的檢測儀器提供的大量可靠數據來(lái)進(jìn)行分析。
隨著(zhù)政府和工業(yè)界在努力減少溫室效應氣體的排放，科學(xué)界也在不斷努力以求更完全地理解世界氣候、碳交換機理、生態(tài)互動(dòng)以及全球變暖的影響，并對它們進(jìn)行建模。像這些復雜的系統需要十分精細的模型和仿真、大量超級計算機資源以及盡可能精確的基準數據。例如，嵌入式網(wǎng)絡(luò )傳感中心（CENS）的研究員正在使用NI CompactRIO硬件平臺研究多種生態(tài)系統中碳的動(dòng)態(tài)交換過(guò)程（圖2）。CO2的特性之一是它會(huì )增強溫室效應，因為它能夠吸收紅外（IR）區域的光線(xiàn)。這種特性可以利用在包含紅外光源、光學(xué)濾波器和紅外探測器的光譜傳感器上。將濾波器調節到被CO2所吸收的紅外線(xiàn)波長(cháng)，紅外探測器輸出就與CO2濃度成比例。研究員能夠方便地將這個(gè)傳感器的模擬輸出連接到例如CompactRIO等數據采集系統的電壓輸入或4~20 mA電流輸入。
ConpacteRIO全球環(huán)境大氣監控系統是作為原型系統所開(kāi)發(fā)的，用于美國國家生態(tài)觀(guān)測站網(wǎng)絡(luò )NEON；這是一個(gè)橫跨美洲大陸的研究項目，也是由美國NSF國家科學(xué)基金會(huì )資助的一個(gè)研發(fā)項目。國家生態(tài)觀(guān)測網(wǎng)的監測站利用儀器設備對CO2的交換情況進(jìn)行檢測，提供其他氣體在在森林、土壤、大氣之間的CO2以及其他氣體的交換，以及植物、土壤、水體的物理、化學(xué)和微生物特性。數據將傳送到中央處理中心，并且與世界其他地區的科學(xué)家進(jìn)行共享。目前，ComactRIO監控系統已經(jīng)在哥斯達黎加雨林中的La Selva生物觀(guān)測站中使用了。它在那里構成了一個(gè)多用戶(hù)的生態(tài)數據中心：科學(xué)家們能夠把CompactRIO與傳感器連接為一體，構成一個(gè)熱帶雨林開(kāi)展科學(xué)研究和試驗的試驗系統。另外，CompacteRIO系統也將在山脈自然保護區James San Jacinto和Stunt Ranch Santa Monica山脈保護站中使用。(end)
評論