[实用新型]一种模拟大气条件变化的实验系统

说明书

技术领域

本实用新型属于大气模拟研究领域，具体涉及一种模拟大气条件变化的实验系统。

背景技术

工业革命以来，人类活动的加剧、化石燃料的大量使用、汽车尾气急剧增加、含N化肥的广泛应用等，使得大气环境发生了一系列变化。二氧化碳浓度的增加，使全球气温逐年升高，温室效应明显，各种极端天气愈发频繁；氮氧化物的增加则使得空气中的光化学污染日益加剧，近地层大气中臭氧浓度增加。近地层大气条件的变化，对多种农作物产生了影响，而在目前的气候变化趋势下，在未来作物将会产生如何响应，需要在稳定的空间内种植作物，甚至进行长时间的年季实验。现有的模拟方法主要有：

1、静态室法。该方法包括封闭气室和温室，可以实现室内环境的稳定变化，但与实际情况相差较大，不能较好地模拟真实田间情况，目前已经很少使用，基本处于被淘汰状态。

2、传统开顶式气室法。该方法利用传统OTC-1型气室，重点关注某条件的目标变化，如臭氧或二氧化碳气体浓度变化，强行加入空气过滤器，导致气室内部与真实大气状况产生较大差异；该方法会导致气室内部温度的升高，且在阳光充足的时间尤其明显；对于稳定气体如二氧化碳，该方法的浓度控制系统可以保证，但对于臭氧等易衰减气体，该方法的室外传感器分析方式则会导致气室内真实值与检测值存在差异，真实值常高于检测值。

3、自由大气法 (FACE)。该方法直接在大田模拟气候变化，作物在农田中生长，最贴近现实情况，但就实验而言，该方法极易受多种因素影响，速度很小的风就能引起实验环境的波动，为实验带来极大不稳定性；为了取得具有科学性、代表性的实验样品，需要设置较多重复或采集较多样品，增大了实验人员的劳动成本；实验小区之间需要间隔较大，建造成本极大，极大的规模也带来了极大的运营成本。

发明内容

本实用新型针对目前的模拟方法，不能在贴近自然情形的情况下实现大气条件变化的稳定维持的难题，提供了一种接近自然，条件稳定，价格低廉，灵活自由，维护简易的模拟系统。

一种模拟大气条件变化的实验系统，包括供气系统、运输系统、目标空间、监测系统；位于供气系统内部的气流动力源与运输系统的一端相连，并将载气气体送入与运输系统另一端连接的目标空间，位于供气系统内部的污染气体源提供污染气体，通过分流装置分流后经软管进入运输系统侧部的小孔，使污染气体与载气一起进入目标空间；位于目标空间内部的监测系统实时监测空间内对应信息，用于反馈调节。

所述的供气系统还包括温度调节器，用于调节控制供气系统及载气的温度。

所述的污染气体源包括二氧化碳气瓶、高纯氧气瓶和臭氧发生器。

所述的气流动力源为轴流风机。

所述的软管的个数为至少一个, 软管的直径为0.5-0.7cm。

所述的运输系统主体为直径20cmPVC硬管，外包1cm厚用于保温的海绵板，所述的运输系统2侧部设置至少一个小孔。

所述的目标空间主体为OTC-1型气室，采用不锈钢管做骨架、3mm厚玻璃做表面的透明半封闭空间。

所述的监测系统包括二氧化碳分析仪、臭氧浓度监测仪和温度计。

所述的温度调节器为空调。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

（1）所述实验平台在满足实验需求的基础上实现了低成本、高稳定、易变化的目标。

（2）所述实验平台达到一种污染不同梯度或多种污染复合的实验目的。

附图说明

图1是本实用新型所述实验平台整体结构示意图。

图2是本实用新型所述实验平台内部结构示意图。

图3为采用本实用新型所述实验平台测定2015年3月21日臭氧浓度日变化图。

图4为采用本实用新型所述实验平台测定2015年3月10日至2015年5月30日臭氧浓度变化图。

具体实施方式

如图1和图2，本实用新型所述的一种模拟大气条件变化的实验系统，包括供气系统1、运输系统2、目标空间3、监测系统4，位于供气系统1内部的气流动力源7与运输系统2的一端相连，并将载气气体送入与运输系统2另一端连接的目标空间3，位于供气系统1内部的污染气体源5提供污染气体，通过分流装置8分流后经软管进入运输系统2侧部的小孔，使污染气体与载气一起进入目标空间3；位于目标空间3内部的监测系统4实时监测空间内对应信息，用于反馈调节。分流后污染气体由运输系统2侧部的小孔进入运输系统2，可根据需要设置一根或多根、一种或多种软管，以达到一种污染不同梯度或多种污染复合的实验目的。