熱液釋放的甲烷氣體經(jīng)擴(kuò)散作用先后進(jìn)入海洋和大氣,并對地球物理、化學(xué)和生物方面產(chǎn)生深刻影響。由于探測手段的限制和溶解甲烷數(shù)據(jù)的缺乏,導(dǎo)致人們對熱液釋放甲烷的活動機(jī)制和環(huán)境效應(yīng)缺乏足夠的認(rèn)識。國內(nèi)外目前僅有的幾款海洋甲烷傳感器的儀器性能和適用范圍極其有限,無法滿足熱液區(qū)域內(nèi)甲烷氣體的探測需求。鑒于原位探測技術(shù)是國際上開展深海領(lǐng)域研究的發(fā)展趨勢,同時干涉光譜技術(shù)是國際上大氣被動探測的主流方法。結(jié)合上述兩種技術(shù),本文提出一種不同于現(xiàn)有的海洋甲烷傳感器的新型熱液甲烷干涉光譜儀（Hydrothermal Methane Interference Spectrometer,HMIS）,用于對熱液甲烷濃度、溫度和壓強(qiáng)信息的實(shí)時探測和長期觀測,進(jìn)一步拓展海洋中甲烷氣體探測的理論和技術(shù)。主要內(nèi)容包括:1.提出了一種熱液甲烷氣體輻射理論模型�；谳椛錂C(jī)理和吸收光譜理論,本文建立了一種高溫高壓氣體輻射的理論模型,分析了濃度,溫度和壓強(qiáng)對Lorentz型甲烷光譜參數(shù)的影響,基于Lorentz型譜線,合成了深海甲烷氣體任意濃度,溫度和壓強(qiáng)的光譜數(shù)據(jù)。該內(nèi)容為HMIS系統(tǒng)的基本原理,光學(xué)設(shè)計(jì),正演仿真和數(shù)據(jù)反演提供... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)陜西省

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

深海熱液循環(huán)模式

熱液甲烷干涉光譜探測的正演和反演技術(shù)研究種處境：富集于深層海水，被海洋生物所消耗，與海水其他成分反應(yīng)，脫離進(jìn)入大氣。對熱液溶解甲烷的探測，可以獲取溶解甲烷的濃度、溫度、壓強(qiáng)本信息，進(jìn)而可以研究溶解甲烷濃度隨時間的變化規(guī)律，甲烷釋放過程，海境因素對海水—大氣甲烷交換通量和沉積物—海水甲烷交換通量的影響。

第 1 章 前 言測量結(jié)果的精度和靈敏度以及儀器的適用范圍和壽半導(dǎo)體探頭對氣體的選擇性較差，進(jìn)入到探頭腔內(nèi)的而對測量結(jié)果造成很大影響。2011 年中國地質(zhì)大學(xué)2半導(dǎo)體探頭的海水溶解甲烷原位傳感器，并分別在甲烷礁海域，臺西南盆地，南海北部等海域進(jìn)行多次海水甲烷資料[24]。該甲烷原位傳感器采用新型的含中脫氣，并增添干擾氣體吸附柱和色譜填充柱等元件擇性和穩(wěn)定性，大大提高了氣體檢測精度和靈敏度利用萃取膜從海水中分離甲烷氣體，并實(shí)現(xiàn)低濃度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]魚眼鏡頭后光組初值設(shè)計(jì)[J]. 陳子粵,呂麗軍.  光學(xué)儀器. 2018(06)
[2]主動遙感探測海底可燃冰的正演研究[J]. 唐遠(yuǎn)河,王浩軒,劉青松,李存霞,于濤.  光學(xué)精密工程. 2018(12)
[3]一款可見光魚眼鏡頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 侯國柱,呂麗軍.  光學(xué)與光電技術(shù). 2018(03)
[4]魚眼圖像畸變校正技術(shù)研究[J]. 周小康,饒鵬,朱秋煜,陳忻.  工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2017(10)
[5]全向凝視光電成像系統(tǒng)魚眼透鏡的設(shè)計(jì)[J]. 劉帥,牛燕雄,劉海月.  激光技術(shù). 2017(02)
[6]海洋底水原位探測技術(shù)與中國南海天然氣水合物勘探[J]. 孫春巖,趙浩,賀會策,張志冰,竺瑋煌,孫遜,尹文斌,凌帆.  地學(xué)前緣. 2017(06)
[7]魚眼鏡頭初始結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J]. 呂麗軍,吳學(xué)偉.  光學(xué)學(xué)報. 2017(02)
[8]海底冷泉區(qū)氣泡流量流速的聲學(xué)探測機(jī)理研究[J]. 秦華偉,范相會,蔡真,葉彥雷.  熱帶海洋學(xué)報. 2016(04)
[9]探測信噪比計(jì)算方法及原理綜述[J]. 羅一涵,劉妍妍,陳科.  電聲技術(shù). 2016(06)
[10]船舶尾流氣泡幕探測技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 郭露萍,翟雨生,王琦龍,齊志央.  艦船科學(xué)技術(shù). 2016(07)

博士論文
[1]基于線性漸變?yōu)V光片的光譜成像技術(shù)研究[D]. 李洪波.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2018
[2]基于魚眼鏡頭的立體視覺系統(tǒng)研究[D]. 宋濤.燕山大學(xué) 2017
[3]部分大氣分子的紅外吸收光譜研究[D]. 王樂.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[4]基于光譜吸收光纖甲烷氣體傳感系統(tǒng)的研究[D]. 郭增軍.燕山大學(xué) 2003
[5]高分辨（飽和）分子光譜譜線線型、線寬及其應(yīng)用的研究[D]. 林潔麗.中國科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所） 2001

碩士論文
[1]基于特定角度魚眼圖像校正的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 肖昆鵬.西安電子科技大學(xué) 2017



本文編號：3432235