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N?O是繼CO?和CH?之后的第三大人為溫室氣體，其百年全球增溫潛勢（GWP）高達(dá)CO?的270倍。農(nóng)業(yè)活動(dòng)（尤其是氮肥施用）是全球N?O排放的主要來源之一，由于其排放具有高度脈沖性和空間異質(zhì)性，傳統(tǒng)靜態(tài)箱法難以捕捉真實(shí)動(dòng)態(tài)。渦動(dòng)相關(guān)法因其高時(shí)間分辨率、無需擾動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)等優(yōu)勢，被視為包括N?O在內(nèi)的溫室氣體通量觀測的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”。然而在野外觀測過程中，開路式痕量溫室氣體分析儀容易受環(huán)境的影響，數(shù)據(jù)質(zhì)量及數(shù)據(jù)連續(xù)性無法得到保證。閉路式痕量溫室氣體分析儀（如早期TGA100A）依賴高功率采樣泵，功耗較高，且需定期更換干燥劑或液氮等，嚴(yán)重限制了其在無電網(wǎng)的農(nóng)田、高原或偏遠(yuǎn)生態(tài)站的長期部署。
為了讓高精度痕量氣體分析儀從實(shí)驗(yàn)室走向野外觀測，Campbell Scientific與加拿大Guelph大學(xué)在加拿大安大略省埃洛拉市的埃洛拉研究站（Elora Research Station, 43°32′7.8″N, 80°24′20.4″W）聯(lián)合開展了一項(xiàng)為期兩年的田間對比試驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)部署了TGA200A與上一代 TGA100A氣體分析儀，系統(tǒng)地評估了TGA200A分析儀在玉米農(nóng)田 N?O 通量觀測中的性能（TDLAS-TE代表TGA200A，TGA-LN代表TGA100A，下同）。
在2015 年 5 月至 2016 年 10 月測試期間，兩套系統(tǒng)同時(shí)采集并計(jì)算30分鐘N?O通量數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：
? TGA200A頻率響應(yīng)更佳：為提升系統(tǒng)的響應(yīng)頻率，TGA200A采用較短的進(jìn)樣管道和200 mL小體積樣品池。數(shù)據(jù)表明TGA200A的截止頻率達(dá)3.5 Hz，顯著優(yōu)于 TGA100A的2.3 Hz，更接近CO?閉路系統(tǒng)（EC155）的高頻性能，能完整捕獲湍流信號。
? 通量結(jié)果高度一致：下圖為測試期間兩套系統(tǒng)測量的N2O累計(jì)排放趨勢圖及一致性分析。數(shù)據(jù)表明兩套系統(tǒng) N?O 通量散點(diǎn)圖呈現(xiàn)(極)強(qiáng)線性關(guān)系（R2 = 0.97，斜率 = 1.01），表明TGA200A無系統(tǒng)性偏差。
? TGA200A運(yùn)維成本大幅降低：TGA200A采用無濾芯渦旋進(jìn)氣口（vortex intake）以及單管Nafion除水裝置，測試期間無需更換任何耗材，而傳統(tǒng)式的TGA100A 需定期清潔濾芯和更換干燥劑。
TGA200A在顯著降低維護(hù)需求的同時(shí)，(完)全保持了高精度N?O通量觀測能力，其優(yōu)異的高頻響應(yīng)使其成為目前(最)適合采用渦動(dòng)相關(guān)法觀測的閉路式N?O分析儀之一，該系統(tǒng)為構(gòu)建大范圍、長期、無人值守的農(nóng)田 N?O 通量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)提供了可靠技術(shù)路徑，可有力支撐國家溫室氣體清單編制、農(nóng)田碳氮管理優(yōu)化及氣候政策評估。
為了讓TGA系列痕量氣體分析儀更好地適應(yīng)野外觀測環(huán)境，Campbell Scientific在TGA200A基礎(chǔ)之上持續(xù)優(yōu)化測試。新一代的TGA300系列分析儀已完成系統(tǒng)性地應(yīng)用測試，我們將陸續(xù)分享TGA300系列的測試結(jié)果，敬請關(guān)注。
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