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碳源监测技术
本书是未来产业（碳中和）新兴领域“十四五”高等教育教材。
本书针对我国“双碳”目标下碳源监测的重大需求，系统介绍了各项碳源监测技术的基本原理、系统设计、数据处理方法和技术应用。全书内容包括绪论、非分散红外在线检测及红外差分遥感技术、傅里叶变换红外光谱技术、可调谐半导体激光吸收光谱技术、腔增强吸收光谱技术、光声光谱技术、激光雷达技术、质谱技术、卫星遥感监测技术、温室气体排放通量测量技术及立体监测技术等，共十一章。本书主编刘文清院士及其团队是我国最早开展温室气体、碳源监测技术和装备研发的创新研究群体，本书根据科研一线人员的最新研究成果，系统展示了碳源监测技术的原理、测量系统、研究方法和技术特色。
本书可作为高等学校大气科学、分析化学、资源与环境、环境科学与工程、地球物理学、地理科学、遥感科学与技术类专业本科生和研究生的专业课教材，也可作为其他相关专业师生及科技人员的参考书。
作者：
刘文清 主编
定价：
62.00元
出版时间：
2025-09-26
ISBN：
978-7-04-064784-6
物料号：
64784-00
读者对象：
高等教育
一级分类：
环境科学与工程类
二级分类：
环境科学与工程类通识课
三级分类：
能源与环境
重点项目：
暂无
版面字数：
640.00千字
开本：
16开
全书页数：
暂无
装帧形式：
平装
- 前辅文
- 第一章 绪论
- 第一节 碳源监测概述
- 一、全球变暖背景
- 二、国际碳监测现状
- 三、碳监测现实意义
- 第二节 碳监测技术进展
- 一、原位监测技术
- 二、遥感监测技术
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 第一节 碳源监测概述
- 第二章 非分散红外在线检测及红外差分遥感技术
- 第一节 非分散红外在线检测及红外差分遥感技术发展历史
- 一、非分散红外技术发展历史
- 二、红外差分遥感技术发展历史
- 第二节 非分散红外在线检测及红外差分遥感技术原理
- 一、非分散红外技术的基本原理
- 二、红外差分遥感技术的基本原理
- 第三节 非分散红外在线检测及红外差分遥感系统
- 一、非分散红外系统组成分类
- 二、典型非分散红外分析仪示例
- 三、地基红外差分遥感系统
- 第四节 非分散红外在线检测及红外差分遥感技术的应用
- 一、机动车尾气检测
- 二、工业源烟气排放检测
- 三、环境大气检测
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 第一节 非分散红外在线检测及红外差分遥感技术发展历史
- 第三章 傅里叶变换红外光谱技术
- 第一节 傅里叶变换红外光谱技术原理
- 一、大气分子吸收基础理论
- 二、迈克尔孙干涉仪基本原理
- 三、干涉图的光谱复原
- 第二节 傅里叶变换红外光谱测量系统
- 一、傅里叶变换红外光谱测量系统简介
- 二、主动式FTIR测量系统
- 三、被动式FTIR测量系统
- 第三节 傅里叶变换红外光谱数据处理
- 一、红外光谱数据预处理
- 二、红外光谱定性分析方法
- 三、红外光谱定量分析方法
- 第四节 傅里叶变换红外光谱技术在碳源监测中的应用
- 一、应用背景
- 二、抽取式FTIR技术碳源监测应用
- 三、开放光路FTIR技术碳源监测应用
- 四、地基高分辨率FTIR技术碳源监测应用
- 五、被动FTIR遥测、星载FTIR遥测技术碳源监测应用
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 第一节 傅里叶变换红外光谱技术原理
- 第四章 可调谐半导体激光吸收光谱技术
- 第一节 可调谐半导体激光吸收光谱原理
- 一、朗伯-比尔定律
- 二、分子光谱吸收线强
- 三、分子光谱吸收线型
- 四、直接吸收光谱技术
- 五、调制吸收光谱技术
- 第二节 可调谐半导体激光吸收光谱检测系统
- 一、激光器
- 二、光电探测器
- 三、多次反射长光程吸收池
- 四、开放光路长光程探测结构
- 第三节 可调谐半导体激光吸收光谱数据处理
- 一、直接吸收光谱处理算法
- 二、波长调制光谱处理算法
- 第四节 可调谐半导体激光吸收光谱技术在碳源监测中的应用
- 一、温室气体原位点式监测
- 二、温室气体开放光路式监测
- 三、温室气体通量监测
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 第一节 可调谐半导体激光吸收光谱原理
- 第五章 腔增强吸收光谱技术
- 第一节 腔增强吸收光谱技术的发展历程
- 一、国外发展情况
- 二、国内发展情况
- 三、谱线选择情况
- 第二节 腔衰荡光谱技术原理
- 一、腔衰荡基本原理
- 二、腔衰荡模式理论
- 三、腔衰荡形式
- 四、腔衰荡光谱特点
- 第三节 腔衰荡光谱测量系统
- 一、系统设计思想
- 二、光路系统
- 三、气路系统
- 四、电路系统
- 五、CRDS实验系统
- 第四节 腔衰荡光谱数据处理
- 一、CRDS系统检测信号拟合
- 二、检测灵敏度计算
- 三、测量稳定性评估
- 第五节 腔衰荡光谱技术在碳源监测中的应用
- 一、CRDS技术在地面碳源监测中的应用
- 二、CRDS技术在空中碳源监测中的应用
- 三、CRDS技术在海洋碳源监测中的应用
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 第一节 腔增强吸收光谱技术的发展历程
- 第六章 光声光谱技术
- 第一节 光声光谱原理
- 一、光声光谱历史背景
- 二、气体光声光谱理论
- 三、气体弛豫率
- 第二节 光声系统的组成
- 一、激发光源
- 二、光声腔
- 三、声电换能器
- 第三节 光声光谱数据处理
- 一、光声光谱噪声来源及损耗机制
- 二、微弱声信号检测技术
- 三、气体浓度的反演过程
- 第四节 光声光谱技术在碳源监测中的应用
- 一、大气氧化亚氮光声测量
- 二、大气甲烷光声测量
- 三、大气一氧化碳光声测量
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 第一节 光声光谱原理
- 第七章 激光雷达技术
- 第一节 激光雷达技术原理
- 一、大气臭氧与温室气体
- 二、激光雷达系统基本结构
- 三、差分吸收激光雷达
- 四、光学多普勒效应
- 五、多普勒频移探测技术
- 六、扫描技术
- 第二节 激光雷达测量系统
- 一、差分吸收激光雷达系统
- 二、相干探测多普勒测风激光雷达系统
- 三、直接探测多普勒测风激光雷达系统
- 第三节 激光雷达数据处理
- 一、差分吸收激光雷达反演方法
- 二、相干探测多普勒测风激光雷达反演方法
- 三、直接探测多普勒测风激光雷达反演方法
- 第四节 激光雷达技术在碳源监测中的应用
- 一、差分吸收激光雷达的实际应用
- 二、多普勒测风激光雷达的实际应用
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 第一节 激光雷达技术原理
- 第八章 质谱技术
- 第一节 质谱原理
- 一、进样系统
- 二、离子源
- 三、质量分析器
- 四、检测器和数据处理系统
- 五、质谱的性能指标
- 第二节 气相色谱-质谱仪
- 一、研究对象
- 二、基本原理
- 三、工作流程
- 四、质量控制
- 五、应用案例
- 第三节 同位素比质谱仪
- 一、研究对象
- 二、基本原理
- 三、工作流程
- 四、质量控制
- 五、应用案例
- 第四节 加速器质谱仪
- 一、研究对象
- 二、基本原理
- 三、工作流程
- 四、质量控制
- 五、应用案例
- 第五节 水下质谱仪
- 一、研究对象
- 二、基本原理
- 三、工作流程
- 四、质量控制
- 五、应用案例
- 第六节 微型多重反射式飞行时间质谱仪
- 一、研究对象
- 二、基本原理
- 三、工作流程
- 四、质量控制
- 五、应用案例
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 第一节 质谱原理
- 第九章 卫星遥感监测技术
- 第一节 温室气体遥感卫星及其载荷
- 一、温室气体遥感卫星分类及观测模式
- 二、温室气体综合观测卫星及其载荷
- 三、温室气体专用观测卫星及其载荷
- 四、温室气体卫星及其载荷发射计划
- 第二节 卫星遥感反演算法
- 一、加权函数修正差分吸收光谱算法
- 二、迭代最大后验概率差分吸收光谱算法
- 三、全物理算法
- 四、代理算法
- 五、卫星反演算法验证
- 第三节 卫星遥感在碳源监测中的应用
- 一、温室气体排放识别和量化
- 二、温室气体浓度时空分布分析
- 三、清单验证和模型校验
- 四、气候影响评估
- 五、卫星遥感与人工智能融合
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 第一节 温室气体遥感卫星及其载荷
- 第十章 温室气体排放通量测量技术
- 第一节 箱式法
- 一、测量原理
- 二、应用案例——城市草地温室气体排放通量测量
- 第二节 微气象学方法
- 一、空气动力学法
- 二、示踪剂法
- 三、质量平衡法
- 四、涡度相关法
- 第三节 逆扩散技术
- 一、测量原理
- 二、应用案例——农业源温室气体排放通量测量
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 第一节 箱式法
- 第十一章 立体监测技术
- 第一节 温室气体立体监测技术体系
- 第二节 大气立体监测技术系统典型应用
- 一、京津冀城市群碳监测网络
- 二、合肥区域CO2立体监测
- 三、北京冬奥会温室气体监测
- 第三节 区域碳汇通量测算
- 一、地表碳汇通量监测
- 二、区域碳汇立体监测
- 第四节 区域和城市碳排放通量测算
- 一、巴黎碳监测网络
- 二、洛杉矶城市群碳监测
- 三、东京城市群立体监测
- 四、CO2多源数据同化计划
- 第五节 碳减排控制技术
- 一、化石燃料清洁高效利用技术
- 二、可再生能源技术
- 三、低碳利用及能效提升技术
- 四、生态固碳增汇/负排放技术
- 本章总结
- 思考题
- 参考文献
- 附录1 气体两种浓度（体积浓度与质量浓度）表示法的换算关系
- 附录2 大气中主要气体成分含量表
- 附录3 主要温室气体监测方法
- 附录4 有关温室气体控制的文件
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