差分吸收激光雷达测量甲烷排放量的研究

臧金亮; 武亮; 汪洪军; 胡宇鑫; 林鸿

doi:10.3969/j.issn.1000-1158.2025.10.16

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计量学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (10) : 1520-1526. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2025.10.16

化学计量

差分吸收激光雷达测量甲烷排放量的研究

臧金亮 ¹^,² ,
武亮 ² ,
汪洪军 ¹ ,
胡宇鑫 ² ,
林鸿 ¹^,²

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Investigation on Methane Emission Measurement by Differential Absorption Lidar

ZANG Jinliang ¹^,² ,
WU Liang ² ,
WANG Hongjun ¹ ,
HU Yuxin ² ,
LIN Hong ¹^,²

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摘要

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体。由于工业和农业活动导致甲烷在大气中浓度迅速增高，实现甲烷排放的直接测量对全面控制甲烷排放具有重要价值。甲烷排放测量存在难于定量的问题，具有时空分辨能力的差分吸收激光雷达技术是实现甲烷排放精确定量测量的最优解决方案。利用可控释放装置模拟3～15 kg/h的甲烷排放情况，对差分吸收激光雷达系统测量甲烷排放量进行了现场实验评估，结果表明：差分吸收激光雷达技术具备精准识别并量化甲烷排放的测量能力，测量排放量不确定度最大来源为风场变化带来的重复性影响，测量甲烷3～15 kg/h排放量的最大相对扩展不确定度为8.59%（k=2）。

Abstract

Methane is the second most important greenhouse gas after carbon dioxide. The atmospheric methane concentration increased sharply due to anthropogenic and agricultural activities. Therefore， the achievement of measurement of methane emissions is of high contribution to the comprehensive control of methane emissions. Tracing and quantifying the methane emissions are the obstacles in methane emission measurement. Differential absorption lidar（DIAL） system is optimal technical solution to trace and quantify methane emissions with advantage of high spatio-temporal resolution. The controllable release facility（CRF） was used to calibrate the DIAL system in methane emission measurement. In field experiments， the CRF worked as emission sources with emission rate from 3 kg/h to 15 kg/h， and the DIAL system carried out remote quantifying measurement of methane emissions. The results demonstrated the capability of DIAL system to trace and quantify of methane emissions. The maximum relative expanded uncertainty is 8.59%（k=2） for methane emission measurement by DIAL system in case of 3~15 kg/h emission rates. And the repetitive factors due to changes of the wind field had the greatest contribution to the uncertainty in methane emission measurement by DIAL system.

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臧金亮, 武亮, 汪洪军, 等. 差分吸收激光雷达测量甲烷排放量的研究[J]. 计量学报. 2025, 46(10): 1520-1526 https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2025.10.16

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中图分类号： TB99

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