实验用系留气艇（唐贵谦 摄）
搞定了载体，市面上的CO₂探测仪这么多，究竟哪一个最适合跟着系留气艇一起高性价比“出道“？
传统标准仪器在背景浓度的高精度观测中可以起到大作用，但它实在是个大家伙，和配套系统动辄需要占地数平米，重量达到几十千克。这对系留气艇而言，实在是个带不动的队友。
中科院大气物理研究所，碳循环与气候变化研究团队成员和马兰里大学曾宁教授经过多年的携手努力，成功研发出了一种基于非分散红外技术（NDIR）的低成本微型化CO₂监测仪。
传统高精度仪器与微型化仪器大小对比（图片来源: 韩鹏飞）
与传统标准仪器相比，微型化仪器妥妥是个观测界的小个子。但它小小的身体里蕴含着大大的能量：不仅体积小（长宽高均不超过30 cm），质量轻（小于1千克，仅为传统仪器的几十分之一），而且精度高（一般为2-5 ppmv, 1 ppmv=百万体积分之一），在捕捉大气CO₂浓度的昼夜和逐日变化（通常几十至上百个ppmv）这个“主战场”里可以说是游刃有余，凭借“小轻强”的优势，与系留气艇组成了最佳CP。
（图片来自网络）
它的过人之处还可不止如此，通过结合先进的传感器技术、互联网技术、无线通信技术，不仅能实现对环境CO₂浓度的实时监测，还可作为网格化固定站点以及不固定点位的流动监测。
当然，微型化仪器并不是十全十美。它占据了体积的优势，就牺牲了一部分精度——传统高精度仪器精度是它的10倍以上，可达0.2ppmv。但是他们俩应用场景不同：高精度仪器用于大气本底监测，微型化仪器则用于城市高密度监测（包括定点监测、移动车辆观测）和探空监测。可以说，它们在各自的战场里各自发挥着作用。
2019年1月8日—14日，研究人员就将该仪器搭载到系留气艇垂直探测系统上，成功对河北省石家庄市西南地区边界层(0-1000 m)的CO₂垂直分布进行了原位观测。王跃思研究员课题组王迎红博士同步采集了不同高度的气体样品，在实验室用气相色谱仪进行了精准测量。
微型化仪器用于系留气艇垂直观测（唐贵谦 摄）
文章通讯作者，大气物理研究所韩鹏飞博士和硕士生包钟秀及合作者通过数据对比分析，发现微型化仪器与传统气相色谱分析仪得到的CO₂垂直廓线非常一致。同时CO₂浓度基本呈现随高度增加而降低的趋势，且边界层中CO₂浓度的垂向分布主要受边界层稳定性和排放源的影响，大气模式模拟试验进一步证实了这些结果。这些研究成果发表在了Atmospheric and Oceanic Science Letters上。
