ВИП ГЗ
Важнейший инновационный проект государственного значения
«Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ»
(Постановление правительства РФ от 29.10.2022 № 3240-р)

Научно – исследовательская работа

«Исследование пространственно-временной динамики концентрации и потоков парниковых газов на территории Западной Сибири с помощью стационарных и мобильных комплексов»
Обсерватория «Фоновая»

   Расположена на восточном берегу реки Оби, в 60 км к западу от Томска. Имеет координаты 56°25'07" с.ш., 84°04'27" в.д. Высота над уровнем моря 80 м. Территория окружена смешанным лесом (березы, осины и сосны обыкновенные). Большая площадь между станцией и городом Томском покрыта хвойными деревьями. Крупных промышленных объектов вблизи обсерватории не имеется.
   Для обеспечения высокого качества результатов интерпретации данных наблюдений как в глобальном, так и в региональном масштабе, Всемирная метеорологическая организация (ВМО) постоянно устанавливает все более жесткие требования к точности измерения, прежде всего концентрации основных парниковых газов. В связи с этим для постоянной калибровки система газоанализа CO2 и CH4 была оснащена поверочными газовыми смесями (ПГС), изготовленными компанией Deuste Steininger GmbH в соответствии с требованиями ВМО:

   Для управления всем измерительным комплексом станции, а также сбора и передачи данных было разработано оригинальное программное обеспечение (ПО) в среде LabView 8.5. Оно позволяет работать комплексу как в автоматическом, так и в ручном режимах. Автоматический режим реализуется при помощи задания алгоритма измерений. Каждый шаг алгоритма содержит команду действия и время, по которому должна выполняться последовательность действий.
   Предусмотрены такие команды как: включение/выключение клапанов подачи проб воздуха или ПГС/ОГС; начать/закончить измерения; расчет калибровочных коэффициентов; сохранение и передача данных, а также ряд сервисных команд. В конце каждого цикла измерений происходит запись всех полученных данных, включая сервисные, в первичную базу данных (БД). Затем через GSM-канал сотовой сети устанавливается соединение с центральным сервером в ИОА СО РАН, после чего все данные, которые были получены на предыдущих этапах, передаются на удаленный сервер, где происходит их запись в основную и резервную БД.

   Схематическая диаграмма комплекса оборудования станции мониторинга атмосферного состава, расположенной на территории Обсерватории «Фоновой», по состоянию на ноябрь 2020 г.


   Измерения потоков парниковых газов между почвой и атмосферой в течение вегетационного сезона выполняются комплексом, состоящим из анализатора Picarro G2508 N2O/CH4/CO2/NH3/H2O и автоматической статических камер, разработанных в ИАО СО РАН. Анализатор G2508 работает в режиме рециркуляции, с использованием вакуумного насоса Picarro A0702 с обратной связью. Непрозрачная камера используется для измерения дыхания экосистемы, а прозрачная камера – для измерения нетто-экосистемного обмена (NEE), что позволяет определять валовую первичную продуктивность (GPP). Камеры имеют объём 0,324 м3. Камеры открываются и закрываются автоматически с помощью пневматической системы управления в соответствии со следующим графиком: 1 – одна камера закрыта (5 мин), другая открыта (5 мин); 2 – затем наоборот (5 мин); 3 – обе камеры открыты (10 мин) на проветривание с целью нормализации условий естественного состояния экосистемы; и так далее (всего 3 цикла в час).