中科院碳氮循环团队研发“一氧化氮湍流通量的观测系统”

通量是指在流体运动中，单位时间内流经某单位面积的某属性量，是表示某属性量输送强度的物理量。在大气科学中，包含动量通量、热通量、物质通量和水通量。

通过获取典型生态系统地气间显热、潜热、动量通量和CO2通量的长期观测数据，为气象部门开展气候系统模式的研究提供基础数据；为全面系统地开展典型生态系统中生态过程与小气候、地气相互作用及水热平衡特征、大气—生态—小气候—水文—土壤相互作用及影响机制的研究提供基础数据；为短期气候趋势预测、气候变化影响评估等工作提供基础性资料。

中国科学院大气物理研究所碳氮循环团队采用一台闭路中红外量子级联激光（QCL）气体分析仪，研发了一套基于涡动相关法的NO湍流通量观测系统，并在一个典型亚热带农田生态系统开展观测研究，以评价该观测系统在野外条件下的运行性能及其测量农田NO湍流通量的适用性。基于QCL激光检测技术的NO湍流通量观测系统具有在稳定性、测量响应速度、维护工作量等方面的优势，为生态系统与大气间NO湍流交换通量的长周期原位观测提供了一种新的方法选项。

碳氮循环

是指对于代恒星,它们在开始燃烧时只有大爆炸生成的氢和氦,只能通过质子质子循环进行氢燃烧。但对于第二代和第三代恒星(如太阳),它们在开始氢燃烧时星云中含有少量前一代恒星爆炸后遗留下来的重元素碳和氮,因此氢(质子)可以在碳、氮、氧的催化剂作用下生成氦(*He),反应前后,碳、氮、氧保持不变。碳~氮循环的净结果与质子质子循环完全一样,都是由4 个氦质子转化为1个*He核，并释放出大量能量。碳-氮循环有两种方式。

碳~氮循环的一个重要结果是“N的合成,银河系物质中所有的“N均起源于这一反应。当温度很高时 ，碳氮循环的反应速率比质子-质子反应的高得多。对于大质量、高光度的主序星。碳氮循环是主要的能源 。而像太阳这样的低光度主序星 ，质子-质子反应是主要的能源。

湍流理论

湍流是流体的一种流动状态。1895年，雪诺首先采用将湍流瞬时速度、瞬时压力加以平均化的平均方法，从纳维-斯托克斯方程导出湍流平均流场的基本方程——雷诺方程，奠定了湍流的理论基础。以后发展了（以混合长假设为中心的）半经验理论和各种湍流模式，为解决各种迫切的技术问题提供了一定有效的理论依据。

20世纪30年代以来，湍流统计理论，特别是理想的均匀各向同性湍流理论获得了长足的进步，但是离解决实际问题还很远。60年代以来应用数学家采用泛函、拓扑和群论等数学工具，分别从统计力学和量子场论等不同角度，探索湍流理论的新途径。70年代以来，由于湍流相干结构（又称拟序结构）概念的确立，专家们试图建立确定性湍流理论。关于湍流是如何由层流演变而来的非线性理论，例如分岔理论，混沌理论和奇怪吸引子等有了重要进展。

涡动相关

两个与湍流运动有关的变量之间的协方差。如垂直速度ω和位温θ之间的涡动相关即为，这里撇号代表与平均值的偏差，N是资料点总数。

中红外量子级联激光 气体检测系统

为了满足基于室温连续量子级联激光器（QCL）的中红外气体检测系统的需求，研制了板级量子级联激光器的驱动电路以及谐波锁相放大电路。通过信号发生电路产生高精度的直流偏置信号、低频锯齿波扫描信号和高频正弦波调制信号，控制激光器的工作电流，进而扫描/调制激光器的输出波长；为了探测痕量气体吸收光谱的二次谐波信号，并获得较高的信噪比，研制了锁相放大电路，主要包括倍频电路、正交转换电路和数据转换电路；为了提高系统的稳定性和可靠性，研制了高稳定性的线性供电电路以及保护电路。

     新闻来源:中国科学院大气物理研究所、百度