利用GFC二氧化碳分析儀觀測大氣中的二氧化碳

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姓名

張騰駿(Teng-jyun Jhang) 查詢紙本館藏

畢業系所

大氣物理研究所

論文名稱

利用GFC二氧化碳分析儀觀測大氣中的二氧化碳
(The use of GFC CO2 analyzer for atmospheric carbon dioxide measurements)

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摘要(中)

二氧化碳為重要的溫室氣體，調整地球的輻射收支平衡及氣候，了解二氧化碳對於全球氣候之影響，仰賴著二氧化碳觀測之技術發展及觀測資料之蒐集。本文中主要對GFC（Gas Filter Correlation，氣體過濾相關法）二氧化碳分析儀的二氧化碳觀測進行介紹與討論。
GFC二氧化碳分析儀為太平洋溫室效應氣體觀測計畫中所使用之儀器，為了了解GFC二氧化碳分析儀之特性、穩定性及維護之需求，本實驗室對於儀器之架設、操作、校正、資料校正、標準二氧化碳氣體校正皆制定出一定之作業流程，本文中最主要部份在於詳細描述、發展維護之作業流程，使維護人員能對儀器維護能有了解。並利用二氧化碳進行校園二氧化碳濃度測量和約100人辦公室的室內測量，了解GFC二氧化碳分析儀定點觀測之結果。校園二氧化碳濃度的觀測結果顯示二氧化碳濃度會隨著時間改變，呈現出日夜變化，日間較夜間低，推測可能之原因為日出後大氣對流對於氣體之交換作用變為明顯，且夜間有植物進行呼吸作用之影響。
約100人辦公室的室內測量結果顯示在早上八點開始上班後，二氧化碳濃度開始累積，到了下午後會超過1000ppm，下班後二氧化碳濃度減少至約450ppm左右，而且在假日的二氧化碳濃度改變比在非假日小。

摘要(英)

Carbon dioxide is an important greenhouse gas that modifies earth’s radiative balance and climate. Understanding the effects of carbon dioxide for the global climate depend on the technological development and data collection. This paper describes the use of GFC (Gas Filter Correlation) carbon dioxide analyzer for carbon dioxide measurements.
GFC carbon dioxide analyzer is main instrument used in the Pacific Greenhouse Gases Measurement (PGGM) program. In order to understand the characteristics, stability and maintenance needs, our lab develops standard processes for the GFC carbon dioxide ana-lyzer installation, operation, instrument calibration, standard carbon dioxide gas calibration, measurement data calibration. The most important part of this paper is to describe and de-velop the standard processes for maintenance in detail, so the maintenance personnel has a good understanding of instrument maintenance. We have conducted extensive in situ mea-surement for carbon dioxide in the campus and an 100-people working office. These results show carbon dioxide concentrations vary with time. Carbon dioxide concentrations showed a diurnal variation with levels lower in daytime than during the night time. The possible causes for these variations could be due to more active convection in the daytime, and the respiration of the plants in nighttime.
In indoor 100-people working office, we found carbon dioxide concentrations accu-mulating after 8:00, and could exceed 1000ppm in the afternoon. After getting off duty, the carbon dioxide concentrations reduce to about 450ppm, and carbon dioxide concentrations in the weekend varied smaller than weekday.

關鍵字(中)

★ GFC二氧化碳觀測儀

關鍵字(英)

★ GFC carbon dioxide analyzer

論文目次

摘要............................................................I
ABSTRACT......................................................III
誌謝...........................................................IV
目錄...........................................................VI
附圖說明.....................................................VIII
附表說明........................................................X
第一章緒論.....................................................1
1-1 前言.......................................................1
1-2 文獻回顧...................................................2
1-3 研究動機與目的.............................................3
第二章研究方法及資料來源.......................................4
2-1 GFC二氧化碳分析儀簡介......................................4
2-2 CRDS二氧化碳分析儀簡介.....................................6
2-3 GFC二氧化碳分析儀觀測之架設與維護..........................6
2-3-1 零值二氧化碳進入口......................................6
2-3-2 標準二氧化碳進入口......................................7
2-3-3 採樣空氣進入口..........................................7
2-3-4 輔助空氣進入口..........................................7
2-3-5 濾紙更換................................................7
2-3-6 漏氣測試................................................8
2-3-7 其它準備工作............................................9
2-3-8 GFC二氧化碳分析儀之儀器使用方法.........................9
2-3-9 太平洋溫室效應氣體觀測計畫之GFC二氧化碳分析儀維護.......9
2-4 GFC二氧化碳分析儀之儀器校正方法............................9
2-5 標準二氧化碳工作標準品校正方法............................10
2-6 GFC二氧化碳分析儀觀測資料校正方法.........................12
2-7 資料來源..................................................13
第三章結果....................................................14
3-1 漏氣測試..................................................14
3-1-1 漏氣測試I..............................................14
3-1-2 漏氣測試II.............................................25
3-1-3 漏氣測試III............................................32
3-2 GFC二氧化碳儀器各種觀測模式之設定流程.....................41
3-2-1 外界空氣之測量（MEASURE）..............................41
3-2-2 零值二氧化碳之測量（ZERO）.............................41
3-2-3 標準二氧化碳之測量（SPAN1）............................41
3-2-4 標準二氧化碳之測量（SPAN2）............................41
3-2-5 自動循環觀測（TIMED）..................................42
3-2-6 自動零值校正（BACKGROUND）.............................42
3-3 GFC二氧化碳分析儀之資料下載...............................44
3-4 GFC二氧化碳校正之說明.....................................48
3-4-1 Echo-Tech 自動零值校正（BACKGROUND）：.................48
3-4-2 Echo-Tech手動零值校正：................................51
3-4-3 Echo-Tech標準氣體校正：................................56
3-5 GFC二氧化碳分析儀與CRDS二氧化碳分析儀觀測結果與比較.......57
3-6 GFC二氧化碳分析儀間的觀測結果與比較.......................57
3-7 使用GFC二氧化碳分析儀對大氣進行觀測.......................58
3-8 使用GFC二氧化碳分析儀對室內進行觀測.......................59
3-8-1 個案一：學生上課之二氧化碳濃度變化情形.................59
3-8-2 個案二：100人之辦公室一週間的二氧化碳濃度變化情形......60
3-9 GFC二氧化碳分析儀連續固定濃度二氧化碳觀測.................60
第四章結論....................................................61
第五章未來展望................................................62
參考文獻.......................................................63
附圖...........................................................65
附表...........................................................86
附錄一：更換濾紙時的注意事項...................................89
附錄二：太平洋溫室氣體觀測計畫之例行保養維護記錄本.............92
附錄三：錦德氣體校正記錄表格..................................119

參考文獻

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指導教授

王國英(Kuo-ying Wang)

審核日期

2010-7-9

推文