The problem of global climate change has become one of the most important challenges to humanity in the 21st century. The main reason is the appearance in the atmosphere of an excessive concentration of greenhouse gases, which absorb the thermal radiation of the Earth and partially return it to the Earth’s surface. The accumulation of greenhouse gases in the atmosphere leads to a rapid increase in the global average air temperature and, as a result, climate change. It is well known that greenhouse gases have a high transparency in the visible spectral range and high absorption in the infrared range. In this paper, we propose a new technique for recording the CO2 and CH4 spectra. An experimental setup based on dynamic Fourier spectrometer is developed. It allows to record IR absorption spectra in the wavelength range of 1.0 to 1.7 μm with a 10 cm–1 spectral resolution. Long-term recording of the atmospheric transmittance in the conditions of urban development is carried out. Based on the obtained data, the CO2 and CH4 integral and volumetric concentrations are monitored. It is shown that the carbon dioxide and methane volumetric concentrations time dependences accurately reflects the traffic congestion degree on that day. Reduction of volume concentrations in the evening hours is explained by the increase of the optical path and the additional capture of air masses outside the heavy traffic area.
Появление в атмосфере избыточной концентрации парниковых газов, которые, накапливаясь в ней, поглощают тепловое излучение Земли и частично возвращают его на земную поверхность, приводит к стремительному росту глобальной средней температуры воздуха и, как следствие, изменению климата. К парниковым относятся газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и активным поглощением в тепловом инфракрасном диапазоне. В настоящей работе предложена новая методика регистрации спектров парниковых газов CO2 и CH4. Представлен макет, разработанный на базе динамического фурье-спектрометра, который регистрировал спектры ИК-поглощения в диапазоне длин волн 1.0–1.7 мкм со спектральным разрешением 10 см–1. Проведена долговременная запись коэффициента пропускания атмосферы в условиях городской застройки. По полученным данным осуществлялся контроль интегральной и объемной концентраций CO2 и CH4. Показано, что поведение временны́х зависимостей объемных концентраций углекислого газа и метана хорошо отражает степень загруженности дорог. Уменьшение объемной концентрации в вечернее время объясняется увеличением оптической трассы и дополнительным захватом массы воздуха, находящегося за пределами области интенсивного движения.