Picarro 分析仪在巡检与计量领域的应用，助力“双碳”目标实现

为了实现温室气体监测数据的准确性和可比性，观测网络需要建立严格的量值传递体系和数据质量控制体系。以 WMO-GAW 为例，其设立世界标校中心（WCC），负责标校各国的监测设备，确保其测量结果的准确性和一致性。WMO  的量值传递体系从国际或国家计量基准开始，通过各级计量标准，逐级传递测量单位的量值。

实验室间比对

Picarro 分析仪凭借其优异的精度及稳定性，使其在全球主要温室气体监测网络中得到广泛应用，如 GAW 和 ICOS 网络中的本底监测站点以及城市背景站均采用了 Picarro 分析仪进行温室气体的监测。Picarro 分析仪的长期稳定性及军工级别出厂测试标准，保证了其耐用性，也使其成为少数可以用作 WMO 站点间巡检审核的仪器。

Zellweger et al., （2016）等人通过比较 CRDS “巡检仪器”与传统的 NDIR 和 GC-FID 技术在测量 CO₂ 和 CH₄ 方面的性能，对 CRDS 仪器的 CO₂ 和 CH₄ 稳定性分析表明，最佳校准频率约为 30 小时，CRDS 得出的 CO₂ 和 CH₄ 测量值不需要对采样空气进行干燥处理，即使在热带地区遇到的非常潮湿的条件下，水汽校正似乎也是有效的。证实 CRDS 仪器和其他光谱技术适用于 WMO 全球大气观测网（GAW）站点，且数据有效率更高，这对于 CO₂ 和  CH₄ 长期时间序列的延续是很重要的。由于更高的时间数据覆盖率、可重复性和线性，当传统技术（如用于测量 CO₂ 的 NDIR 分析仪和用于 CH₄ 测量的 GC-FID 系统）被取代时，CO₂ 和 CH₄ 测量的准确性有望得到提高。

标准物质标定

CRDS 分析仪能够在几秒钟或更短的时间内对多组分气体进行监测，灵敏度可以达到 ppb 级别，甚至有些气体可以达到 ppt 级别。这种高精度测量能力使其在多种标准物质标定中提供非常准确的参考数据。

日本国家计量研究所 Aoki et al.,（2022）使用 Picarro G2301 分析仪用来研究 CO₂ 对气瓶的吸附和 CO₂ 与空气分馏对标准混合物制备过程中的影响，实验表明：CO₂ 对于气瓶内部吸附较小；“母-子”分装实验则证明了分馏不仅使制备的标准混合物中的 CO₂ 摩尔分数减少，而且使源气体中的 CO₂ 摩尔分数增加，而热扩散是分馏的主要因素。在重量法多步稀释制备标准混合物时，必须考虑分馏引起的 CO₂ 摩尔分数的变化。

中国科学院大气物理研究所 Renet al.,（2024）为了加深对城市和区域排放的了解，设计并构建了一个低成本无人机协调碳观测网络（LUCCN），该网络使用中等精度（±1 ppm）二氧化碳传感器，通过与 Picarro G2301 分析仪的  CO₂ 浓度数据进行比较，发现 LUCCN 传感器的最大标准偏差在 1 秒窗口尺寸的受控实验室环境中为 0.782 ppm，在室外环境中为 0.53 ppm。1 小时运行平均窗口大小。作为 LUCCN 地面测量的验证，我们确定并呈现了当地二氧化碳浓度变化与天基中等分辨率成像光谱仪 (MODIS) 捕获的气溶胶污染事件之间的一致趋势。

LUCCN 的内部结构以及在实验室中的观测场图

 （图片来源：https://doi.org/10.5194/amt-2024-49）

中央研究院环境变化研究中心 Chang et al.,（2024）为了深入了解东亚大陆外流中空气污染物的影响和时空特征，使用多功能多旋翼无人机探测平台同时观测中国台湾北端 PM2.5、O₃、CO₂ 和气象变量。无人机搭载了 K30 FR 设备来测量空气中的 PM2.5、O₃ 和 CO₂ 浓度。在实验过程中，Picarro G2401 被用来校准无人机平台上的 CO₂ 传感器。K30 FR 设备是一种非分散红外（NDIR）快速响应 CO₂ 传感器模块。