可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有高分辨率、 高灵敏度以及响应时间快等优点。 以室温下工作的近红外可调谐半导体激光器为光源, 通过波长调制方法对1 578 nm附近CO2气体吸收线的二次谐波信号测量, 结合双开放光路技术, 实现对不同高度层面700多米长光程范围内CO2气体浓度的快速在线检测。 结合大口径闪烁仪测量的莫宁-奥布霍夫长度和特征速度, 通过经验公式计算得到CO2气体的通量在－60～60 mg·m-2·s-1范围内波动。 实验数据与涡动相关比较表明, 两者数据整体变化趋势一致, 该方法可以获得较理想的结果。 突破了目前对近地面痕量气体通量的监测只能提供局地结果的现象, 使大面积范围内痕量气体通量的测量成为可能。

含碳温室气体浓度增加所加剧的温室效应是气候变化的重要原因, 大面积范围内二氧化碳气体通量的测量对于评价各类陆地生态系统对大气中主要温室气体浓度的贡献具有重要的意义。 可调谐半导体激光吸收(TDLAS)光谱技术具有高分辨率、 高灵敏度以及快速响应等特点, 是痕量气体高灵敏快速监测的新方法。 文章以可调谐分布反馈半导体激光器作为光源, 通过波长调制方法对1.573 μm附近二氧化碳气体某一吸收线的二次谐波信号测量, 结合激光分束技术, 实现对不同高度层面700多米光程范围内二氧化碳气体浓度的快速在线检测。 结合大口径闪烁仪测量出来的莫宁-奥布霍夫长度和特征速度, 通过公式计算得到一天内二氧化碳气体的通量在-1.5～2.5 mg·(m2·s)-1范围内的波动, 突破了目前对近地面痕量气体通量的监测只能提供局地结果的状况, 使大面积范围内痕量气体通量的测量成为可能。