便携式海洋大气测量箱(PAMOS)代表了世界海洋大气数据收集的重要一步,这对理解全球气候至关重要。PAMOS 专为船舶等移动平台使用而设计,能够在难以到达的环境中精确观测关键气候变量。
在最近与探险船 “MV 弗里乔夫・南森” 号(HX | 海达路德探险)沿格陵兰岛西海岸的航行中,PAMOS 成功进行了测试。该系统为收集有价值的气候数据做出了贡献,这些数据对科学界和气候研究的发展都非常重要,他们填补了现有海洋观测数据中的一个关键空白——收集关于气溶胶、烟尘颗粒和选定的微量气体(如二氧化碳和甲烷)以及相关的气象参数信息。
收集这些数据不仅对基础研究至关重要,对制定应对气候变化的策略也同样重要。收集的数据越准确、越全面,气候模型和预测就越精确。PAMOS 通过提供来自以前观测不足地方的高度相关数据,为监测和理解我们的环境做出了宝贵的贡献。
PAMOS 大气测量箱的技术细节
功能和应用领域
PAMOS 大气测量箱是一种精密的移动测量系统,专门用于精确记录和分析气候变量。其设计允许在海上和陆地灵活部署,非常适合在偏远或难以到达地区的科学考察和研究项目。PAMOS 旨在测量广泛的大气数据,填补了全球环境监测中的一个重要空白。
该系统特别适用于探险船、渡轮和集装箱船等移动平台,也适用于研究船,在这些船上它可以实时收集和处理数据。这种机动性使其即使在偏远地区也能进行测量。由于其坚固的设计,PAMOS 能够在大部分的环境条件下可靠运行,使其成为气候研究中不可或缺的工具。
参数记录
PAMOS 大气测量箱记录了大量对理解大气过程至关重要的关键气候变量,包括:
· 气溶胶和烟尘颗粒:这些颗粒在气候研究中起着核心作用,因为它们对地球辐射平衡有直接和间接影响。PAMOS 测量大气中这些颗粒的浓度,以便更好地理解它们对气候的影响。
· 微量气体:该系统记录关键微量气体(如二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄))的浓度,这两种气体都是重要的温室气体。这些测量对于监测气候变化和模拟未来气候模型至关重要。
· 气象数据:此外,PAMOS 还收集基本气象数据,如温度、气压和湿度。这些信息对于将测量的大气数据置于气象背景中,从而全面了解大气状况至关重要。
通过结合这些不同的测量,PAMOS 提供了对大气及其与海洋相互作用的详细洞察,使其成为全球科学家和研究人员的有利工具。
smartGAS 的贡献
通过提供高精度气体传感器,smartGAS 在 PAMOS 大气测量箱的运行中发挥了关键作用,这些传感器对于检测关键气候变量至关重要。这些传感器旨在以最高精度测量大气中的微量气体(如二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄))。smartGAS 开发的传感器的精度和可靠性使 PAMOS 能够实时检测这些气体浓度的最微小变化。
此外,这些传感器以其耐用性和坚固性而闻名,这在诸如海上等苛刻环境中进行测量尤为重要。它们在恶劣条件下持续提供准确数据的能力对 PAMOS 测量箱的整体功能和可靠性做出了重要贡献。因此,smartGAS 传感器是测量系统的核心组件,确保了收集对分析和理解全球气候变化至关重要的数据。
合作与发展
PAMOS 大气测量箱的开发是一个涉及多个高度专业化合作伙伴的联合项目。smartGAS 作为 SOOP(塑造海洋科学 - 产业合作的可能性)创新平台的一部分,与不来梅港的阿尔弗雷德・韦格纳研究所(AWI)以及 TTC 韦特斯泰滕公司密切合作,以确保 PAMOS 测量箱满足高精度和可靠性的高要求。
在开发过程中,smartGAS 贡献了其在传感器技术方面的专业知识,并确保传感器无缝集成到整个系统中。这种密切合作使得创建一个不仅可以用于科学考察,还可以用于长期环境监测计划的测量系统成为可能。
smartGAS、AWI / SOOP 和 TTC 之间的合作以密集的知识交流和技术创新为抓手。他们共同开发了一个能够提供精确可靠数据的测量箱,这对气候研究至关重要。这种伙伴关系展示了如何通过汇集不同领域的专业知识来创造应对复杂科学挑战的创新解决方案。
在 “MV 弗里乔夫・南森” 号上的测试
PAMOS 大气测量箱在探险船 “MV 弗里乔夫・南森” 号上为期 15 天的测试,是其在实际条件下测试系统性能的重要一步。在此期间,PAMOS 持续使用,收集了各种大气参数的数据。
在船上使用的最大挑战之一是不确定的天气和海水。气溶胶和微量气体的测量只能在干燥条件下进行,因为高精度传感器技术在潮湿时会受到影响。因此,在不利条件时,测量必须自动中断,并且必须确保没有水到达传感器。在 “南森” 号上,PAMOS 即使在恶劣天气下也表现出令人印象深刻的可靠性和性能,并且在整个测试阶段没有出现任何重大故障。
测试的另一个重点是控制该系统的自动化软件的进一步开发。在探险期间,该软件不断进行调整和改进,以优化数据采集并简化系统。这些调整有助于提高测量效率并进一步改善 PAMOS 的用户体验。
结果和初步发现
测试阶段收集的数据为探险船航线沿线的大气状况提供了宝贵的见解。气溶胶测量值在预期范围内,证实了 PAMOS 传感器的高精度和可靠性。这些数据对更好地理解海洋上气溶胶和烟尘颗粒的分布和浓度做出了重要贡献。
然而,二氧化碳、甲烷、二氧化硫和一氧化碳等微量气体的测量显示出一些意想不到的结果。在某些时期,测量浓度超出了合理的数量级,这可能表明存在可能的校准问题或外部影响。目前正在与包括 smartGAS 在内的相关合作伙伴密切合作分析这些偏差。目的是确定这些异常的原因并相应地调整系统,以便在未来的操作中获得更准确可靠的数据。
总体而言,测试阶段取得了巨大成功,提供了对 PAMOS 的进一步发展和未来任务规划至关重要的数据和见解。合作伙伴之间的合作以及测试期间系统的持续优化表明,PAMOS 已准备好为气候研究和全球环境监测做出重要贡献。
未来前景和 SOOP 框架内的合作
SOOP 创新平台的重要性
SOOP 平台(塑造海洋科学 - 产业合作的可能性)是一个开创性的亥姆霍兹联合会(HGF)创新平台,旨在通过科学与产业的密切合作以及公众的积极参与来改善海洋观测。通过开发和提供具有成本效益、用户友好和标准化的测量系统(如 PAMOS 大气测量箱),SOOP 为实现更广泛和更精确的海洋和大气数据收集做出了贡献。
SOOP 旨在通过推广对学术研究和工业应用都有用的创新技术来弥合学术界和产业界之间的差距。重点不仅在于数据收集,还在于创建一个开放、可访问的数据平台,在这个平台上可以收集、提供和使用这些有价值的信息。这些数据对于气候模型的开发、天气事件的预测以及环境变化的长期监测至关重要。
PAMOS 的未来用途
在 “MV 弗里乔夫・南森” 号上成功测试后,正在计划进一步部署 PAMOS 大气测量箱。这些未来的任务将分布在世界海洋的不同区域,以实现更全面的数据收集。PAMOS 将有助于描绘全球气候变量的更详细图景,特别是在迄今为止研究较少的海洋区域。
smartGAS 将通过继续提供精确传感器并支持系统的持续改进和校准,在这些操作中继续发挥核心作用。这一专业知识对于确保 PAMOS 即使在不断变化的条件下也始终提供可靠数据,从而为全球气候研究做出重要贡献。
合作伙伴和公民的参与
SOOP 创新平台的一个特色是众多合作伙伴的参与,包括工业公司、科学机构和公众。通过创始组织 AWI、GEOMAR 和 Hereon 与 smartGAS 和 TTC 韦特斯泰滕等公司的合作,SOOP 创建了一个汇集知识和资源以开发海洋观测创新解决方案的网络。
此外,SOOP 促进公民积极参与数据收集和分析。这些公民科学项目使感兴趣的个人能够参与科学项目并为气候研究做出自己的贡献。这种参与不仅提高了公众对海洋观测重要性的认识,还收集了更广泛的数据,这些数据对科学分析非常宝贵。
因此,SOOP 令人印象深刻地展示了如何通过科学、产业和社会之间的合作开发和使用创新技术,以克服气候变化的挑战。PAMOS 就是这样一个从这种合作中产生的杰出项目,未来将在全球环境监测中发挥核心作用。
结论
PAMOS 大气测量箱已被证明是在移动平台(特别是海上)记录基本气候变量的创新且强大的工具。它最近在探险船 “MV 弗里乔夫・南森” 号上的测试表明,PAMOS 能够收集有价值的数据,有助于改善我们对全球气候和环境变化过程的认知。smartGAS 提供的高精度传感器在其中起着核心作用,因为它们能够精确测量微量气体。这些数据对于气候发展的建模和预测至关重要。
smartGAS、AWI 和 TTC 韦特斯泰滕在 PAMOS 的开发和优化方面的成功合作表明,跨学科伙伴关系在推动技术创新方面的重要性,这种创新能够在气候研究中产生真正的影响。