监测方案 | 多旋翼无人机碳排放监测方案

原理

原理：质量守恒法，控制体积法、散度定理

• 在一个固定的控制体积中，一种化学成分的积累速率等于其流入和流出速率之差加上化学反应产生和消耗速率之差。假设排放速率是常数，混合层高度也是不变的，并忽略化学转化和沉降，示踪气体C的排放速率Fc可以通过对流过控制体积表面的物质通量进行积分获得。

• 平流-扩散方程（advection-diffusion equation）
  

• 典型气象条件（风速持续稳定，大气状态稳定），简化后（只考虑水平平流项）

图1 监测原理示意图

适用于大气、植被、水质及土壤研究；森林、农业及各种生态系统研究;  工业园区、企业碳排放监测，煤火矿区监测，甲烷泄漏监测等。是一种快速、机动、灵活、覆盖广的多元立体监测方式。

应用场景

温室气体排放通量（过程量）监测

• 监测内容：CO₂\CH₄排放通量、气象要素（风、温、湿、压）大气廓线、气体要素（CO₂、CH₄、H₂O等）大气廓线、地表要素（地表温度、植被指数等）；

• 监测特点：园区/厂家整体排放强度监测，城市级排放断面监测、快速监测、机动、灵活；

• 应用场景：企业碳（CO₂、CH₄）排放、企业排放因子本土化、碳源/汇监测、区域碳收支核算等。

浓度（状态量）监测

• 监测内容：CO₂、CH₄、N₂O、H₂O等温室气体浓度，风温湿压气象要素，相对高度，红外影像；

• 监测特点：区域空间监测、快速覆盖等；

• 应用场景：温室气体空间变化、气体溯源、排放源强度反演等。

应急监测

• 监测内容：影像、风场、浓度、温度等；

• 监测特点：快速响应、多元立体监测、减少人员损失、辅助现场预判预报等；

• 应用场景：有害气体监测、气体泄露、森林火灾（风）等。

案例

案例一

某地某排放企业CO₂、CH₄原始监测数据以及排放通量格网数据和排放量核算结果。

图2 CO₂和CH₄原始监测浓度数据空间展示

图3 CO₂和CH₄排放通量格网数据空间展示

案例二

某村落周边环境立面CO₂、CH₄原始监测数据以及排放通量格网数据结果，此点位监测期间有秸秆燃烧。

图4 CO₂和CH₄原始监测浓度数据空间展示

图5 CO₂和CH₄排放通量格网数据空间展示

案例三

某地某排放企业CO₂、CH₄原始监测数据以及排放通量格网数据和排放量核算结果。

图6 CO₂和CH₄原始监测浓度数据空间展示及廓线

图7 CO₂和CH₄通量网格数据空间展示

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