準確測量溫室氣體(ti) 的濃度及其在地-氣之間的交換量對於(yu) 建立氣候模型和預測氣候變化等至關(guan) 重要。采用非色散紅外技術的氣體(ti) 分析儀(yi) 被廣泛應用於(yu) 相關(guan) 研究中。在一般觀測中，氣體(ti) 分析儀(yi) 通常安裝在一個(ge) 固定的氣象觀測塔上，然而為(wei) 了研究水體(ti) 生態係統及拓展觀測覆蓋率，越來越多的觀測設備被安裝在移動的觀測平台，比如船舶、浮標等。觀測平台的運動對被測氣體(ti) 濃度的影響是一項嚴(yan) 峻的技術挑戰。雖然有不少經驗公式可用於(yu) 數據校正，但由於(yu) 缺乏對傳(chuan) 感器相關(guan) 機製的深入理解，其適用性仍受限。

Miller等（2010）總結了運動導致觀測誤差的潛在原因：光路彎曲、光學斬波器轉速的慣性變化、檢測器背景環境變化、紅外光源燈絲(si) 的彎曲等。紅外檢測器通常固定在一個(ge) 充滿惰性氣體(ti) 的密封腔室內(nei) ，為(wei) 提升氣體(ti) 濃度的測量精度，傳(chuan) 感器元器件被冷卻至-40℃。熱力分層導致氣體(ti) 密度出現梯度，並在重力場的存在下形成對流。在本研究中，我們(men) 假設受重力驅動的自由對流引起檢測器溫度的變化，檢測器溫度變化則導致了運動相關(guan) 的測量偏差。因此當檢測器方向變化時，其重力場也會(hui) 發生相應變化，導致腔室內(nei) 出現不同的氣體(ti) 循環模式

氣體(ti) 分析儀(yi) 空間位置的變化導致其腔室內(nei) 溫度分布的差異

方法

為(wei) 了驗證假設，Campbell Scientific研發了一個(ge) 閉路式紅外氣體(ti) 分析儀(yi) （EC155P），其檢測器位於(yu) 真空環境壓力，腔室內(nei) 部氣壓小於(yu) 2E^-9托爾。不僅(jin) 可以防止重力相關(guan) 的對流循環出現，還最大限度地減少對流熱交換，從(cong) 而實現更精準的溫度控製，消除溫度分布對檢測器方位的依賴。同時還使用了一個(ge) 標準EC155檢測器作為(wei) 對比參照。兩(liang) 台設備固定在在一個(ge) 20 x 12 x 6 m浮標上，使用係在浮標頂部欄杆上的繩索控製其運動，用來測試和描述儀(yi) 器對運動的敏感性。

為(wei) 對比EC155和EC155P的性能，我們(men) 建立了一個(ge) 運動誘導誤差（MIE）指標，即運動狀況下和靜止狀況下測量CO₂的比值。當MIE=1時，表示測量結果與(yu) 運動沒有相關(guan) 性。

結論

與(yu) 傳(chuan) 統氣體(ti) 分析儀(yi) （氣體(ti) 分析儀(yi) 腔室為(wei) 惰性填充氣體(ti) ）相比，EC155P（氣體(ti) 分析儀(yi) 腔室為(wei) 真空環境）可將平台運動導致的CO₂測量誤差降低3.6至10.4倍，且CO₂的測量誤差不隨著平台運動振幅的增加而增加。

平台運動對氣體(ti) 分析儀(yi) 測量結果的影響