Un nuevo enfoque basado en láser para medir los gases de efecto invernadero en la atmósfera
Autores: Dobler, Jeremy; Braun, Michael; Blume, Nathan; Zaccheo, T. Scott
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2013
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencia y tecnología de los recursos naturales
Palabras clave
Desarrollado
Prueba de concepto
Espectrómetro de absorción láser
CO2 atmosférico
Tecnología basada en fibra
Precisión de medición
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
En 2012, desarrollamos un sistema de prueba de concepto para un nuevo concepto de espectrómetro de absorción láser de camino abierto para medir el CO2 atmosférico. El enfoque de medición utiliza tecnología láser de onda continua basada en fibra de alta fiabilidad, junto con un método único de amplificador lock-in totalmente digital que, en conjunto, permite la transmisión y recepción simultánea de múltiples longitudes de onda fijas de luz. Esta nueva técnica, que utiliza muy poca energía transmitida en comparación con los sistemas lidar convencionales, proporciona mediciones de alta relación señal-ruido (SNR), incluso en presencia de una gran señal de fondo. Este sistema de prueba de concepto, probado tanto en un entorno de laboratorio como en un número limitado de experimentos de campo a lo largo de distancias de 680 m y 1,600 m, demostró valores de SNR >1,000 para señales recibidas de 18 picoWatts promediadas durante 60 s. Un SNR de 1,000 es equivalente a una precisión de medición de +/-0.001 o 0.4 ppmv. Se espera que el método de medición proporcione una nueva capacidad para el monitoreo automatizado de gases de efecto invernadero en sitios fijos, como instalaciones de secuestro de carbono, volcanes, la evaluación a corto y largo plazo de plumas urbanas y otras aplicaciones similares. Además, este concepto permite mediciones activas de cantidades de columna desde una órbita geoestacionaria para una red de receptores/estaciones en tierra que complementaría otras capacidades de medición basadas en el espacio actuales y planificadas.
Descripción
En 2012, desarrollamos un sistema de prueba de concepto para un nuevo concepto de espectrómetro de absorción láser de camino abierto para medir el CO2 atmosférico. El enfoque de medición utiliza tecnología láser de onda continua basada en fibra de alta fiabilidad, junto con un método único de amplificador lock-in totalmente digital que, en conjunto, permite la transmisión y recepción simultánea de múltiples longitudes de onda fijas de luz. Esta nueva técnica, que utiliza muy poca energía transmitida en comparación con los sistemas lidar convencionales, proporciona mediciones de alta relación señal-ruido (SNR), incluso en presencia de una gran señal de fondo. Este sistema de prueba de concepto, probado tanto en un entorno de laboratorio como en un número limitado de experimentos de campo a lo largo de distancias de 680 m y 1,600 m, demostró valores de SNR >1,000 para señales recibidas de 18 picoWatts promediadas durante 60 s. Un SNR de 1,000 es equivalente a una precisión de medición de +/-0.001 o 0.4 ppmv. Se espera que el método de medición proporcione una nueva capacidad para el monitoreo automatizado de gases de efecto invernadero en sitios fijos, como instalaciones de secuestro de carbono, volcanes, la evaluación a corto y largo plazo de plumas urbanas y otras aplicaciones similares. Además, este concepto permite mediciones activas de cantidades de columna desde una órbita geoestacionaria para una red de receptores/estaciones en tierra que complementaría otras capacidades de medición basadas en el espacio actuales y planificadas.