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地表气候变化模拟(T-FACE)平台建成并投入使用

2023-09-11 分享到:

由中国科学院南京土壤所承担的江苏省重大创新载体建设项目“土壤碳中和与气候变化应对试验设施”,将在南京市江宁区典型农区建成功能全、规模大、技术国际先进的土壤碳中和与气候变化适应研究平台,包含地表气候变化模拟平台、农田固碳减排技术研发平台、深层土壤生态系统研究平台和终端大数据服务中心四个模块。

土壤碳中和与气候变化应对试验基地鸟瞰图

地表气候变化模拟平台(T-FACE)率先建设并已经用于科学试验研究,与全球同类FACE平台相比,中国科学院南京土壤所首次实现“开放式大气[CO2]升高和生态系统立体温升互作条件”,更客观精准地模拟未来气候情景。平台共计8个试验区:4个对照圈,4个FACE圈,每个FACE圈直径12米,喷气边为八边形布局,通过PID控制CO2释放量。[CO2]目标值为大气本底值+200ppm,运行结果表明,CO2控制实现90%目标精度达到85%以上运行时间、实现80%目标精度达到95%以上运行时间。

T-FACE实验小区鸟瞰图

CO2控制精度图

温升区位于FACE圈及对照圈内下风向区,为圆形布局,空气升温采用红外灯进行加热,目标值为本底值+2℃。运行数据显示,增温控制精度在0.5℃以内所占时间80%以上,在0.2℃以内所占时间50%以上。田面水加热采用24V安全电压,通过电加热带对田面水进行升温,目标值为本底值+2摄氏度。运行数据显示,增温控制精度在0.5℃以内所占时间85%以上,在0.2℃以内所占时间60%以上。红外成像结果表明,温升区温度分布均匀。

红外加热控制精度

田面水加热控制精度

T-FACE平台可根据天气状况、实验需求及供气情况,自动开启,具备远程报警功能;实现了无人值守,自动运行,控制精度和自动化控制达到国际先进水平。平台采用“开放、共享、共赢”的管理模式,可为作物学、土壤学、植物营养、生态学、环境学等相关领域提供气候变化模拟条件,研究农田系统对气候变化情景响应、适应及应对。目前为止,已有国内外10多个团队利用平台开展科学研究。热忱欢迎对气候变化研究有兴趣的团队在本平台开展交叉合作研究。