最新檢測技術(shù)應對全球天氣變熱
政府間天氣變化專(zhuān)業(yè)委員會(huì )（IPCC）在其2007年度的情況報告中報道說(shuō)：全球性的天氣變熱速度已經(jīng)明顯加快，全球的氣溫順水溫上的升趨勢非常明顯，南北地區的冰川和冰層一直在不斷的融化，海平面不斷進(jìn)步。對于導致天氣變化的原因，一致的意見(jiàn)是：大氣層中的溫室氣體是大氣變熱的主要因素。 紅外線(xiàn)測溫儀| 溫濕度儀| 紅外線(xiàn)溫度計| 露點(diǎn)儀| 亮度計| 溫度記錄儀| 溫濕度記錄儀| 光功率計| 粒子計數器| 粉塵計|

太陽(yáng)不斷地在向地球發(fā)送著(zhù)能量，根據能量平衡，地球也必須向太空發(fā)送同等的能量。但由于地球比太陽(yáng)的溫度要低的多，因此它對外輻射的能量波長(cháng)要比太陽(yáng)的長(cháng)，尤其是在紅外線(xiàn)波段內的波長(cháng)。地球的大氣層隔盡了大部分熱能的散發(fā)，并把這些熱能反射到地球表面。這種現象被稱(chēng)之為溫室效應；此外，人類(lèi)的活動(dòng)，尤其是古生物能源石油的消耗和大量森林資源的消耗，都大大地進(jìn)步了溫室氣體在大氣層中的濃度。這樣一來(lái)，地球吸收的太陽(yáng)能越來(lái)越多，從而加強了溫室效應，使得全球的天氣不斷變熱。 

全球天氣變熱的現象已經(jīng)非常嚴重，探索相對應的解決方案需要全世界的工程師和科學(xué)家們共同努力合作。而探索出來(lái)的終極結果需要依靠原來(lái)一直沒(méi)有公布的、由成千上萬(wàn)分布在世界各地的檢測儀器提供的大量可靠數據來(lái)進(jìn)行分析。
人們早已熟悉到天氣的變化對于地球上每一種生物的生存都是至關(guān)重要的，于是早就努力制定并尋找監控和降低溫室氣體排放量的措施和技術(shù)方法。在1997年簽訂的京都議定書(shū)中，就制定了減少溫室氣體排放的計劃：到2012年時(shí)全球溫室氣體排放量應減少到1990年的水平。京都議定書(shū)中規定的、被大氣環(huán)境委員會(huì )確認的溫室氣體為：CO2、N2O、CH4、SF6（圖1）。 

精確跟蹤并監視溫室效應氣體的實(shí)際排放是京都議定書(shū)的核心，假如不能直接丈量實(shí)際溫室效應氣體的排放，使用基于動(dòng)態(tài)的功率消耗來(lái)替換丈量和計算也是很有效的方法。不管在哪種情況中，實(shí)測數據的可用性和可靠性都隨著(zhù)越來(lái)越多制度的實(shí)施和經(jīng)濟影響的產(chǎn)生而變得越來(lái)越重要。

隨著(zhù)政府和產(chǎn)業(yè)界在努力減少溫室效應氣體的排放，科學(xué)界也在不斷努力以求更完全地理解世界天氣、碳交換機理、生態(tài)互動(dòng)以及全球變熱的影響，并對它們進(jìn)行建模。像這些復雜的系統需要十分精細的模型和仿真、大量超級計算機資源以及盡可能精確的基準數據。例如，嵌進(jìn)式網(wǎng)絡(luò )傳感中心（CENS）的研究員正在使用NI CompactRIO硬件平臺研究多種生態(tài)系統中碳的動(dòng)態(tài)交換過(guò)程（圖2）。CO2的特性之一是它會(huì )增強溫室效應，由于它能夠吸收紅外（IR）區域的光線(xiàn)。這種特性可以利用在包含紅外光源、光學(xué)濾波器和紅外探測器的光譜傳感器上。將濾波器調節到被CO2所吸收的紅外線(xiàn)波長(cháng)，紅外探測器輸出就與CO2濃度成比例。研究員能夠方便地將這個(gè)傳感器的模擬輸出連接到例如CompactRIO等數據采集系統的電壓輸進(jìn)或4~20 mA電流輸進(jìn)。 廣州市駿凱電子科技有限公司專(zhuān)業(yè)以代理、批發(fā)電力電子測量?jì)x器、環(huán)保測量?jì)x器、實(shí)驗室儀器儀表等各種進(jìn)口、國產(chǎn)儀器儀表產(chǎn)品為主的電子商務(wù)交易平臺，致力服務(wù)于環(huán)保、電力通訊、食品、醫藥、化工、科學(xué)研究實(shí)驗、學(xué)校教學(xué)、農業(yè)、汽車(chē)等行業(yè)和各大生產(chǎn)廠(chǎng)家、政府機關(guān)等單位所需的各種儀器儀表以及周邊產(chǎn)品的需求而提供的大型采購服務(wù)中心，努力打造成為國內一流的儀器儀表供應商。

在傳感器使用方面，越來(lái)越多的人使用環(huán)保技術(shù)型的傳感器來(lái)替換傳統產(chǎn)業(yè)上應用的傳感器產(chǎn)品，例如使用SDI-12系列接口的CO2探測器。此外，很多如CO2探測器等環(huán)境傳感用具有SDI-12串行數據接口，利用這個(gè)接口可以把傳感器通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)易適配器連接到CompactRIO上。將CO2濃度的數據與氣體流速的丈量結果結合在一起，研究員就可以計算在森林頂蓋之間與其上方實(shí)際CO2的流量。其他CompactRIO系統丈量在土壤表面下多個(gè)位置的CO2濃度和濕度，以便找出CO2的源頭。CompactRIO系統的分組使用了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，從而可以同時(shí)采集并記錄來(lái)自多個(gè)采樣點(diǎn)的數據，對正在研究的區域進(jìn)行特征提取，將數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)特性節點(diǎn)或WLAN網(wǎng)絡(luò )周期性地傳送到中心在線(xiàn)數據庫。

ConpacteRIO全球環(huán)境大氣監控系統是作為原型系統所開(kāi)發(fā)的，用于美國國家生態(tài)觀(guān)測站網(wǎng)絡(luò )NEON；這是一個(gè)橫跨美洲大陸的研究項目，也是由美國NSF國家科學(xué)基金會(huì )資助的一個(gè)研發(fā)項目。國家生態(tài)觀(guān)測網(wǎng)的監測站利用儀器設備對CO2的交換情況進(jìn)行檢測，提供其他氣體在在森林、土壤、大氣之間的CO2以及其他氣體的交換，以及植物、土壤、水體的物理、化學(xué)和微生物特性。數據將傳送到中心處理中心，并且與世界其他地區的科學(xué)家進(jìn)行共享。目前，ComactRIO監控系統已經(jīng)在哥斯達黎加雨林中的La Selva生物觀(guān)測站中使用了。它在那里構成了一個(gè)多用戶(hù)的生態(tài)數據中心：科學(xué)家們能夠把CompactRIO與傳感器連接為一體，構成一個(gè)熱帶雨林開(kāi)展科學(xué)研究和試驗的試驗系統。另外，CompacteRIO系統也將在山脈自然保護區James San Jacinto和Stunt Ranch Santa Monica山脈保護站中使用。