基于球载激光衰荡光谱技术的青藏高原水汽稳定同位素垂直廓线高精度探测方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41901081
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    陈兵
  • 依托单位：
    中国科学院合肥物质科学研究院
  • 学科分类：
    D0106.冰冻圈科学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The Tibetan Plateau is the third pole of the earth and the Asian water tower. The Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research (STEP) project pointed out that the Asian water tower was becoming unbalanced, and the water cycle research was urgently needed. Observations of stable isotopes in water in the vertical dimension, which become one of the key problems to be solved urgently in the study of water cycle. Picarro l2130-i, a foreign imported equipment currently used in the mainstream, is designed for the conventional atmospheric environment, with problems such as narrow range, high sampling pressure, and stringent requirements for cavity temperature and pressure control, which cannot fully meet the requirements for the vertical profile detection of water and vapor stable isotopes. This project aims to optimize the existing CRDS spectral technology and solve the key scientific problems in its application in the vertical profile detection of the Tibetan Plateau. Development of new wavelength division multiplex -CRDS technology, to achieve water vapor isotope (delta 18O) wide detection range (2~3 orders of magnitude) high precision (1‰) measurement, the accurate spectral line strength correction model is established to reduce the need of the temperature control and improve the long-term observation ability, and the high-precision detection needs of water vapor isotope (delta 18O) in the range of 3~10km above sea level is satisfied.
青藏高原是地球第三极、亚洲水塔。2017年启动的第二次青藏高原科学考察首期成果指出，亚洲水塔正走向失衡，迫切需要开展水循环研究，垂直维度上的水汽稳定同位素的精确原位测量成为青藏高原水循环研究迫切需要解决的关键问题之一。目前主流使用的国外进口设备Picarro L2130-i是针对常规大气环境设计的，存在量程窄、测量下限高、取样压力大、腔体温度压力控制要求苛刻等问题，不能充分满足水汽稳定同位素的垂直廓线探测需求。本项目旨在优化已有的CRDS光谱技术，解决其在青藏高原垂直廓线探测应用中的关键科学问题。发展新型波分复用-CRDS技术，实现水汽同位素（δ18O）的宽检测范围（2~3个量级）高精度（1‰）测量；建立精确的谱线强度修正模型，降低对腔体温度控制精度要求，提升CRDS光谱的长时间观测能力，满足海拔高度3~10km范围内的水汽同位素（δ18O）高精度探测需求。

结项摘要

青藏高原是地球第三极、亚洲水塔。2017年启动的第二次青藏高原科学考察首期成果指出，亚洲水塔正走向失衡，迫切需要开展水循环研究，垂直维度上的水汽稳定同位素的精确原位测量和温室气体尤其是CH4浓度变化成为青藏高原水循环研究迫切需要解决的关键问题之一。针对H2O同位素及CH4在青藏高原的气体特征，本项目选择了合适的吸收谱线，分析了温度、流速和气压对观测结果的影响，开展了适应于青藏高原环境的电路、机械机构等设计，研发了高性能的CRDS观测仪。在实验室对观测仪的性能进行了充分的分析论证（如温度控制、气压控制、检测范围、检测精度和漂移等）。研发的球载CH4原位在线监测样机参与了多次青藏高原科考（如2022巅峰使命-珠峰科考等），获得了林芝、纳木错、珠峰等地区的高空CH4垂直廓线原位观测数据，CH4的检测范围达到0.1ppb~10ppm，跨度5个数量级，时间分辨20s。基于CH4的垂直廓线观测，为球载H2O同位素样机积累了丰富的经验，H2O同位素原位在线观测样机拟定于2023年参与珠峰科考。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
球载CRDS高灵敏度甲烷测量系统的研制
  • DOI：
    10.37188/ope.20202809.1881
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    光学精密工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    袁峰;高晶;姚路;陈兵;何亚柏;胡迈;许振宇;阚瑞峰
  • 通讯作者：
    阚瑞峰
高灵敏腔衰荡光谱技术及其应用研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    光学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘文清;王兴平;马国盛;刘英;赵之豪;李想;邓昊;陈兵;阚瑞峰
  • 通讯作者：
    阚瑞峰
Quasi-Simultaneous Sensitive Detection of Two Gas Species by Cavity-Ringdown Spectroscopy with Two Lasers.
使用两个激光器的腔体衰荡光谱准同时灵敏检测两种气体
  • DOI：
    10.3390/s21227622
  • 发表时间：
    2021-11-17
  • 期刊：
    Sensors (Basel, Switzerland)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ma G;He Y;Chen B;Deng H;Liu Y;Wang X;Zhao Z;Kan R
  • 通讯作者：
    Kan R
Development of a Laser Gas Analyzer for Fast CO(2) and H(2)O Flux Measurements Utilizing Derivative Absorption Spectroscopy at a 100 Hz Data Rate.
开发激光气体分析仪，利用导数吸收光谱以 100 Hz 数据速率快速测量 CO2 和 H2O 通量
  • DOI：
    10.3390/s21103392
  • 发表时间：
    2021-05-13
  • 期刊：
    Sensors (Basel, Switzerland)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Li M;Kan R;He Y;Liu J;Xu Z;Chen B;Yao L;Ruan J;Xia H;Deng H;Fan X;Tao B;Cheng X
  • 通讯作者：
    Cheng X

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其他文献

离散随机Markov跳跃系统有限时间有界控制
  • DOI：
    10.13195/j.kzyjc.2016.1270
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    控制与决策
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周绍伟;陈兵
  • 通讯作者：
    陈兵
金保方治疗勃起功能障碍验案解析
  • DOI：
    10.13192/j.issn.1000-1719.2016.01.056
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    辽宁中医杂志
  • 影响因子：
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  • 作者：
    陈广辉;孙大林;金保方;张新东;陈兵
  • 通讯作者：
    陈兵
木霉菌分离培养基的优化及对黄萎病的拮抗筛选
  • DOI：
    10.15889/j.issn.1002-1302.2015.02.037
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    江苏农业科学
  • 影响因子：
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  • 作者：
    刘政;孙艳;张学坤;陈兵
  • 通讯作者：
    陈兵
光学反馈线性腔衰荡光谱技术不确定性
  • DOI：
    10.7498/aps.70.20220186
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王兴平;赵刚;焦康;陈兵;阚瑞峰;刘建国;马维光
  • 通讯作者：
    马维光
云南东川因民112铀矿化点汤丹群望厂组岩石地球化学特征及铀矿化成因
  • DOI：
    10.3969/j.issn.1000-0658.2022.38.042
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    铀矿地质
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李应财;徐争启;宋昊;尹明辉;张苏恒;陈兵;王国磊
  • 通讯作者：
    王国磊

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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