为了实现建材行业的“碳达峰、碳中和”目标，使用工业钙质原料和硅质原料在1 350 ℃制备了一种低钙固碳胶凝材料，研究了不同CO2浓度养护对低钙固碳胶凝材料碳化程度和碳化后性能的影响，并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)等测试手段进行了低钙固碳胶凝材料碳化后的产物分析、微观分析和机理分析。结果表明，随着CO2浓度的提高，低钙固碳胶凝材料的碳化程度和抗压强度显著提高，当CO2浓度为99.99%（体积分数）时，低钙固碳胶凝材料碳化8 h后的抗压强度为132.2 MPa，与CO2浓度为25%时相比，抗压强度提高了260%。

利用基于近地轨道(LEO)卫星组网的红外激光掩星(LIO)技术,可对地球大气温室气体垂直廓线进行主动探测,为全球温室气体浓度廓线的测量提供新手段。介绍了基于LIO技术的大气温室气体浓度廓线的测量原理,针对最主要的温室气体CO₂建立了LIO信号链路模型,通过仿真分析了工作波数对CO₂探测精度的影响,并基于误差最小的仿真结果对CO₂探测波数进行优化选择。采用所选波数对LIO技术的探测性能进行分析,最终得到可用于CO₂浓度廓线探测的波数为4771.6215 cm ^-1和4772.0240 cm ^-1。在5~35 km高度的有效探测范围内,实现了0.6~1.4 km的垂直分辨率,CO₂浓度探测的相对随机误差小于0.8%,最小相对随机误差(0.229%)出现在10 km处。研究结果为星载LIO大气探测系统原理样机的设计提供了重要参考。

星载主动式差分吸收是目前较为精准监测全球二氧化碳的方法。大气中气压、温度、湿度、地表反射率及硬件系统中线宽、滤波器带宽等对反演误差都有影响, 其中地表反射率对反演误差有着不可忽视的影响。实验结果表明光斑足迹越小、间隔距离越大、地貌越复杂,反演误差就会越大。在光斑直径为100 m、距离间隔为10 m时, 6种地貌的绝对误差在0.0215×10－6～0.2134×10－6,控制在1×10－6之内,这对实际硬件参数设计有一定参考意义。

研究了大气温度、湿度和压强的不确定性对于星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达系统测量大气CO2柱线浓度精度的影响。介绍了测量大气CO2柱线浓度的基本原理和CO2吸收截面计算方法，理论分析并模拟计算了吸收峰(On-line)波段范围不同大气温度、湿度和压强的误差对于大气CO2柱线浓度反演精度的影响。对于给出的优化工作波长，在吸收峰波数为6361.2250 cm-1，吸收谷(Off-line)波数为6360.99 cm-1，温度不确定性为1 K、湿度不确定性为10%以及压强不确定性为0.001的条件下，综合导致的CO2柱线浓度测量误差为0.296×10-6，为高精度反演大气CO2柱线浓度提供了重要参考数据。

可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有高分辨率、 高灵敏度以及响应时间快等优点。 以室温下工作的近红外可调谐半导体激光器为光源, 通过波长调制方法对1 578 nm附近CO2气体吸收线的二次谐波信号测量, 结合双开放光路技术, 实现对不同高度层面700多米长光程范围内CO2气体浓度的快速在线检测。 结合大口径闪烁仪测量的莫宁-奥布霍夫长度和特征速度, 通过经验公式计算得到CO2气体的通量在－60～60 mg·m-2·s-1范围内波动。 实验数据与涡动相关比较表明, 两者数据整体变化趋势一致, 该方法可以获得较理想的结果。 突破了目前对近地面痕量气体通量的监测只能提供局地结果的现象, 使大面积范围内痕量气体通量的测量成为可能。

含碳温室气体浓度增加所加剧的温室效应是气候变化的重要原因, 大面积范围内二氧化碳气体通量的测量对于评价各类陆地生态系统对大气中主要温室气体浓度的贡献具有重要的意义。 可调谐半导体激光吸收(TDLAS)光谱技术具有高分辨率、 高灵敏度以及快速响应等特点, 是痕量气体高灵敏快速监测的新方法。 文章以可调谐分布反馈半导体激光器作为光源, 通过波长调制方法对1.573 μm附近二氧化碳气体某一吸收线的二次谐波信号测量, 结合激光分束技术, 实现对不同高度层面700多米光程范围内二氧化碳气体浓度的快速在线检测。 结合大口径闪烁仪测量出来的莫宁-奥布霍夫长度和特征速度, 通过公式计算得到一天内二氧化碳气体的通量在-1.5～2.5 mg·(m2·s)-1范围内的波动, 突破了目前对近地面痕量气体通量的监测只能提供局地结果的状况, 使大面积范围内痕量气体通量的测量成为可能。