Measurements of methane emissions f

Measurements of methane emissions from a beef cattle feedlot using the eddy covariance technique
Abstract
The eddy covariance (EC) technique has been extensively used in several sites around the world to measure energy fluxes and CO2 exchange at the ecosystem scale. Recent advances in optical sensors have allowed the use of the EC approach to measure other trace gases (e.g. CH4, NH3 and N2O), which has expanded the use of eddy covariance for other applications, including measuring gas emissions from livestock production systems. The main objectives of this study were to assess the performance of a closed-path EC system for measuring CH
4, CO2, and H2O fluxes in a beef cattle feedlot and to investigate the spatial variability of eddy covariance fluxes measured above the surface of a feedlot using an analytical flux footprint analysis. A closed-path EC system was used to measure CH4, CO2, and H2O fluxes. To evaluate the performance of this closed-path system, an open-path EC system was also deployed on the flux tower to measure CO2and H2O exchange. The performance assessment of the closed-path EC system showed that this system was suitable for EC measurements. The frequency attenuations, observed for the closed-path system CO2 and CH4 cospectra in this study, are in agreement with results from previous instrument comparison studies. For the water vapor closed-path cospectra, larger attenuations were likely caused by water vapor molecule interaction with the sampling tube walls. Values of R2 for the relationship between H2O and CO2 fluxes, measured by open-path and closed-path systems, were 0.94–0.98, respectively. The closed-path EC system overestimated the CO2 by approximately 5% and underestimated the latent heat fluxes by about 10% when compared with the open-path system measurements. Measured CH4 and CO2 fluxes during the study period from the feedlot averaged 2.63 μmol m−2 s−1 and 103.8 μmol m−2 s−1, respectively. Flux values were quite variable during the field experiment and the footprint analysis was useful to interpret flux temporal and spatial variation. This study shows indication that consideration of atmospheric stability condition, wind direction and animal movement are important to improve estimates of CH4 emissions per pen surface or per head of cattle.
Keywords
• Methane emissions; Eddy covariance; Enteric fermentation; Feedlot; Livestock

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การตรวจวัดการปล่อยก๊าซมีเทนจากล็คเนื้อวัวที่ใช้เทคนิคแปรปรวน eddyบทคัดย่อเทคนิคการแปรปรวน (EC) เอ็ดดี้ถูกใช้อย่างกว้างขวางในหลายเว็บไซต์ทั่วโลกเพื่อวัดตัวช่วยหลอมพลังงานและการแลกเปลี่ยน CO2 ส่วนระบบนิเวศ พัฒนาการล่าสุดในเซ็นเซอร์ได้รับอนุญาตให้ใช้วิธี EC วัดก๊าซอื่น ๆ ติดตาม (เช่น CH4, NH3 และ N2O), ซึ่งมีขยายการใช้ eddy แปรปรวนสำหรับใช้งานอื่น ๆ รวมทั้งการวัดการปล่อยก๊าซจากระบบการผลิตปศุสัตว์ วัตถุประสงค์หลักของการศึกษานี้มีการ ประเมินประสิทธิภาพของระบบ EC ปิดเส้นทางสำหรับวัด CH4, CO2 และตัวช่วยหลอม H2O แบล็คเป็นเนื้อวัว และ การตรวจสอบความแปรปรวนเชิงพื้นที่ของ eddy แปรปรวนตัวช่วยหลอมวัดเหนือผิวของล็คที่ใช้การวิเคราะห์รอยฟลักซ์ที่วิเคราะห์ ระบบ EC ปิดเส้นทางถูกใช้เพื่อวัดตัวช่วยหลอม CH4, CO2, H2O และ การประเมินประสิทธิภาพของระบบปิดเส้นทางนี้ ระบบ EC การเปิดเส้นทางถูกยังปรับใช้บนหอคอยฟลักซ์เพื่อวัดอัตราแลกเปลี่ยน CO2and H2O การประเมินประสิทธิภาพของระบบ EC ปิดเส้นทางแสดงให้เห็นว่า ระบบนี้เหมาะสำหรับวัดค่า EC Attenuations ความถี่ สังเกตสำหรับเส้นทางที่ปิดระบบ CO2 และ CH4 cospectra ในการศึกษานี้ อยู่ในข้อตกลงผลจากการศึกษาเปรียบเทียบเครื่องมือก่อนหน้านี้ สำหรับเส้นทางที่ปิด cospectra ไอน้ำ attenuations ขนาดใหญ่มีแนวโน้มเกิดจากปฏิสัมพันธ์โมเลกุลไอน้ำกับผนังของหลอดเก็บตัวอย่าง ค่าของ R2 สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างการตัวช่วยหลอม H2O และ CO2 วัด โดยเปิดเส้นทาง และเส้น ทางที่ปิดระบบ ถูก 0.94 – 0.98 ตามลำดับ เส้นทางปิดระบบ EC overestimated CO2 ประมาณ 5% และลัดตัวช่วยหลอมร้อน latent ประมาณ 10% เมื่อเทียบกับการวัดระบบเปิดเส้นทาง วัด CH4 และ CO2 ตัวช่วยหลอมช่วงศึกษาจากล็คที่เฉลี่ย 2.63 ไมโครโมล m−2 s−1 และไมโครโมล 103.8 m−2 s−1 ตามลำดับ ค่าฟลักซ์ได้ค่อนข้างตัวแปรในระหว่างการทดลองฟิลด์ และการวิเคราะห์รอยเท้าถูกประโยชน์ตีไหลเปลี่ยนแปลงกาลเวลา และอวกาศ การศึกษานี้แสดงบ่งชี้สภาพความเสถียรของบรรยากาศ การพิจารณาทิศทางลมและการเคลื่อนย้ายสัตว์มีความสำคัญเพื่อปรับปรุงการประเมินการปล่อยก๊าซ CH4 ต่อปากกา surface หรือ ต่อหัววัวคำสำคัญ•การปล่อยก๊าซมีเทน เอ็ดดี้แปรปรวน หมักที่ลำไส้ ล็ค ปศุสัตว์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วัดปล่อยก๊าซมีเทนจากขุนโคเนื้อโดยใช้เทคนิคการแปรปรวน Eddy
บทคัดย่อ
วนแปรปรวน (EC) เทคนิคที่ได้รับการใช้อย่างกว้างขวางในหลายพื้นที่ทั่วโลกในการวัดฟลักซ์พลังงานและแลกเปลี่ยน CO2 ในระดับระบบนิเวศ ความก้าวหน้าล่าสุดในการเซ็นเซอร์แสงได้รับอนุญาตให้ใช้วิธีการของสหภาพยุโรปในการวัดก๊าซร่องรอยอื่น ๆ (เช่น CH4, NH3 และ N2O) ซึ่งได้มีการขยายการใช้งานของความแปรปรวน Eddy สำหรับการใช้งานอื่น ๆ รวมทั้งการวัดการปล่อยก๊าซจากระบบการผลิตปศุสัตว์ วัตถุประสงค์หลักของการศึกษานี้เพื่อประเมินประสิทธิภาพการทำงานของปิดเส้นทางของระบบ EC สำหรับการวัด CH
4 CO2 และฟลักซ์ H2O ในขุนโคเนื้อและการตรวจสอบความแปรปรวนของการกระจายตัวของความแปรปรวน Eddy ลักส์วัดเหนือพื้นผิวของขุนที่ โดยใช้การวิเคราะห์การปล่อยก๊าซวิเคราะห์ฟลักซ์ ปิดเส้นทางระบบ EC ถูกใช้ในการวัด CH4, CO2 และ H2O ฟลักซ์ ในการประเมินประสิทธิภาพการทำงานของระบบปิดเส้นทางนี้, เปิดเส้นทางของระบบ EC ยังถูกนำไปใช้ในหอฟลักซ์ในการวัดแลกเปลี่ยน CO2and H2O การประเมินผลการปฏิบัติงานของปิดเส้นทางของระบบ EC แสดงให้เห็นว่าระบบนี้มีความเหมาะสมสำหรับการตรวจวัด EC attenuations ความถี่สังเกตสำหรับ CO2 ระบบปิดเส้นทางและ CH4 cospectra ในการศึกษาครั้งนี้อยู่ในข้อตกลงที่มีผลจากการศึกษาเปรียบเทียบเครื่องดนตรีก่อนหน้านี้ สำหรับไอน้ำปิดเส้นทาง cospectra, attenuations ขนาดใหญ่ถูกอาจเกิดจากการมีปฏิสัมพันธ์โมเลกุลไอน้ำที่มีผนังหลอดเก็บตัวอย่าง ค่า R2 สำหรับความสัมพันธ์ระหว่าง H2O และ CO2 ฟลักซ์, วัดโดยการเปิดเส้นทางและปิดเส้นทางระบบเป็น 0.94-0.98 ตามลำดับ ปิดเส้นทางระบบ EC เกินไป CO2 ลงประมาณ 5% และประเมินฟลักซ์ความร้อนแฝงโดยประมาณ 10% เมื่อเทียบกับการตรวจวัดระบบเปิดเส้นทาง วัด CH4 และ CO2 ฟลักซ์ในช่วงระยะเวลาการศึกษาจากขุนเฉลี่ย 2.63 ไมโครโมล M-2 S-1 และ 103.8 ไมโครโมล M-2 S-1 ตามลำดับ ค่าฟลักซ์เป็นตัวแปรค่อนข้างระหว่างการทดสอบสนามและการวิเคราะห์รอยเป็นประโยชน์ในการแปลความหมายของฟลักซ์การเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่และเวลา การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นบ่งชี้ว่าการพิจารณาของสภาพความมั่นคงบรรยากาศทิศทางลมและการเคลื่อนไหวของสัตว์ที่มีความสำคัญในการปรับปรุงประมาณการของการปล่อยก๊าซ CH4 ต่อพื้นผิวปากกาหรือต่อหัววัว
คำสำคัญ
•การปล่อยก๊าซมีเทน Eddy แปรปรวนร่วม หมักลำไส้; ขุน; ปศุสัตว์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การวัดการปล่อยก๊าซมีเทนจากโคเนื้อโคขุน โดยใช้เทคนิคร่วม เอ็ดดี้บทคัดย่อลมบ้าหมูร่วม ( EC ) เทคนิคที่ได้รับการใช้อย่างกว้างขวางในเว็บไซต์ต่าง ๆทั่วโลกเพื่อวัดค่าพลังงานและ CO2 ตราที่ระบบนิเวศของมาตราส่วน ความก้าวหน้าล่าสุดในเซ็นเซอร์แสงที่ได้รับอนุญาตให้ใช้ของ EC วิธีการวัดก๊าซร่องรอยอื่น ๆ ( เช่นร่างและ nh3 , N2O ) ซึ่งมีการขยายการใช้กระแสความสำหรับการใช้งานอื่น ๆ รวมทั้งวัดการปล่อยก๊าซจากระบบการผลิตปศุสัตว์ วัตถุประสงค์หลักของการศึกษาครั้งนี้ เพื่อประเมินประสิทธิภาพของระบบ EC ปิดเส้นทางวัด CH4 , CO2 และ H2O ฟลักซ์ในโคขุน โคเนื้อ และศึกษาการผันแปรเชิงพื้นที่ของเอ็ดดี้ ร่วม 2 วัดเหนือพื้นผิวของโคขุน โดยใช้การวิเคราะห์ Flux รอยเท้าการวิเคราะห์ ระบบ EC ปิดเส้นทางที่ใช้วัดร่าง , CO2 และ H2O ฟลักซ์ . เพื่อประเมินประสิทธิภาพของระบบเส้นทางนี้ปิดเปิดเส้นทาง EC ระบบยังใช้งานบนพื้นที่หอวัด co2and H2O ตรา การประเมินประสิทธิภาพของระบบ EC ปิดเส้นทาง พบว่า ระบบนี้เหมาะสำหรับวัด EC ความถี่ attenuations สังเกตสำหรับเส้นทางปิดระบบ CO2 และร่าง cospectra ในการศึกษานี้อยู่ในข้อตกลงกับผลจากการศึกษาเปรียบเทียบเครื่องมือก่อน สำหรับไอน้ำปิด cospectra เส้นทาง attenuations ขนาดใหญ่มีแนวโน้มเกิดจากไอน้ำโมเลกุลมีปฏิสัมพันธ์กับคน ผนังหลอด ค่า R2 สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์และ H2O CO2 ที่วัดโดยเปิดเส้นทางและระบบเส้นทางปิด , 0.94 และ 0.98 ตามลำดับ ระบบ EC ปิดเส้นทาง overestimated CO2 ประมาณ 5% และประเมินค่าความร้อนแฝงประมาณ 10 % เมื่อเทียบกับระบบเปิดเส้นทางการวัด วัดร่างและ CO2 ฟลักซ์ในช่วงระยะเวลาการศึกษาจากโคขุนเฉลี่ย 2.63 μ mol m − 2 s − 1 และ 103.8 μ mol m − 2 s − 1 ตามลำดับ ฟลักซ์มีค่าตัวแปรที่ค่อนข้างในระหว่างการทดลองและการวิเคราะห์รอยเป็นประโยชน์ที่จะตีความการปริมาณและการแพร่กระจาย การศึกษานี้แสดงให้เห็นสัญญาณการพิจารณาสภาพของบรรยากาศ , ทิศทางลมและการเคลื่อนไหวของสัตว์เป็นสำคัญเพื่อปรับปรุงประมาณการของร่างการปล่อยต่อพื้นผิวปากกาหรือต่อหัวของวัวคำสำคัญการปล่อยก๊าซมีเทน - เอ็ดดี้ ความแปรปรวนร่วม ต่อ ; การหมัก ; การผลิต ; ปศุสัตว์