热液甲烷干涉光谱探测的正演和反演技术研究

发布时间：2021-10-12 08:35

　　热液释放的甲烷气体经扩散作用先后进入海洋和大气,并对地球物理、化学和生物方面产生深刻影响。由于探测手段的限制和溶解甲烷数据的缺乏,导致人们对热液释放甲烷的活动机制和环境效应缺乏足够的认识。国内外目前仅有的几款海洋甲烷传感器的仪器性能和适用范围极其有限,无法满足热液区域内甲烷气体的探测需求。鉴于原位探测技术是国际上开展深海领域研究的发展趋势,同时干涉光谱技术是国际上大气被动探测的主流方法。结合上述两种技术,本文提出一种不同于现有的海洋甲烷传感器的新型热液甲烷干涉光谱仪（Hydrothermal Methane Interference Spectrometer,HMIS）,用于对热液甲烷浓度、温度和压强信息的实时探测和长期观测,进一步拓展海洋中甲烷气体探测的理论和技术。主要内容包括:1.提出了一种热液甲烷气体辐射理论模型。基于辐射机理和吸收光谱理论,本文建立了一种高温高压气体辐射的理论模型,分析了浓度,温度和压强对Lorentz型甲烷光谱参数的影响,基于Lorentz型谱线,合成了深海甲烷气体任意浓度,温度和压强的光谱数据。该内容为HMIS系统的基本原理,光学设计,正演仿真和数据反演提供... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)陕西省

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

深海热液循环模式

热液甲烷干涉光谱探测的正演和反演技术研究种处境：富集于深层海水，被海洋生物所消耗，与海水其他成分反应，脱离进入大气。对热液溶解甲烷的探测，可以获取溶解甲烷的浓度、温度、压强本信息，进而可以研究溶解甲烷浓度随时间的变化规律，甲烷释放过程，海境因素对海水—大气甲烷交换通量和沉积物—海水甲烷交换通量的影响。

第 1 章 前 言测量结果的精度和灵敏度以及仪器的适用范围和寿半导体探头对气体的选择性较差，进入到探头腔内的而对测量结果造成很大影响。2011 年中国地质大学2半导体探头的海水溶解甲烷原位传感器，并分别在甲烷礁海域，台西南盆地，南海北部等海域进行多次海水甲烷资料[24]。该甲烷原位传感器采用新型的含中脱气，并增添干扰气体吸附柱和色谱填充柱等元件择性和稳定性，大大提高了气体检测精度和灵敏度利用萃取膜从海水中分离甲烷气体，并实现低浓度

【参考文献】：
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本文编号：3432235