温室効果ガスモニタリング

マノメトリーは、まず一定量の乾燥空気の体積、温度、圧力を測定することにより、大気中の二酸化炭素を測定する重要なツールです。空気サンプルは、複数のドライアイストラップを通過させて乾燥させ、5リットルの容器に集めます。温度は温度計で測定し、圧力はマノメトリーを使用して計算します。次に、液体窒素を加えると、二酸化炭素が凝縮して体積で測定できるようになります。^{[ 1 ]}これらの圧力条件下では、理想気体の法則は0.3%の精度です。

赤外線分析装置は、1958年から2006年の間にマウナロア観測所とスクリップス海洋研究所 で使用されました。赤外線分析装置は、未知の乾燥空気サンプルを長さ40cmのセルに通すことで動作します。参照セルには、二酸化炭素を含まない乾燥空気が含まれています。^{[ 1 ]}発光するニクロムフィラメントが広帯域赤外線を放射し、それが2つのビームに分かれてガスセルを通過します。二酸化炭素は放射線の一部を吸収するため、サンプルセルを通過する放射線よりも、参照セルを通過する放射線の方が検出器に到達する量が多くなります。データはストリップチャートレコーダーで収集されます。サンプル中の二酸化炭素濃度は、既知の二酸化炭素含有量の標準ガスで校正することによって定量化されます。^{[ 1 ]}

滴定法は、大気中の二酸化炭素を測定するもう1つの方法で、最初にスカンジナビアの研究グループが15か所の異なる地上観測所で使用しました。彼らは、100.0 mLの空気サンプルをクレゾールフタレイン指示薬を含む水酸化バリウム溶液に通すことから始めました。^{[ 1 ]}

距離分解型赤外線差分吸収ライダー（DIAL）は、稼働中および閉鎖された埋立地を含むさまざまな発生源からのメタン排出量を測定する手段です。 ^{[ 2 ]} DIALはメタン発生源の上空で垂直スキャンを行い、その後、スキャンを空間的に分離して、個々の発生源からのメタン排出量を正確に測定します。メタンは最も影響力の大きいガス状炭化水素の一つであるため、メタン排出量の測定は気候変動研究の重要な側面です。 ^{[ 2 ]}

亜酸化窒素は、大気中で最も顕著な人為起源のオゾン層破壊ガスの一つです。 ^{[ 3 ]}主に土壌や岩石などの自然発生源、および農業などの人為的プロセスを通じて大気中に放出されます。大気中の亜酸化窒素は、下部熱圏で窒素と電子的に励起されたオゾンとの反応の生成物としても大気中で生成されます。

大気化学実験フーリエ変換分光計（ACE-FTS ）は、対流圏上部から下部における亜酸化窒素濃度を測定するために使用される装置です。カナダの衛星SCISATに搭載されているこの装置は、主に高エネルギー粒子の降下により、亜酸化窒素が全季節を通じて大気全体に存在していることを示しています。 ^{[ 3 ]}この装置による測定では、下部熱圏と中層から上部中間圏では異なる反応によって亜酸化窒素が生成されることが示されています。ACE -FTSは、亜酸化窒素が大気中に放出されるさまざまな方法を比較することで、成層圏上部における将来のオゾン層破壊を予測する上で重要なリソースとなっています。 ^{[ 3 ]}