Characterization of lower-cost medium precision atmospheric CO <sub>2</sub> monitoring systems for urban areas using commercial NDIR sensors
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. CO2 emission estimates from urban areas can be obtained with a network of in-situ instruments measuring atmospheric CO2 combined with high-resolution (inverse) transport modeling. The distribution of CO2 emissions being highly heterogeneous in space and variable in time in urban areas, gradients of atmospheric CO2 need to be measured by numerous instruments placed at multiple locations around and possibly within these urban areas, which calls for the development of lower-cost medium precision sensors to allow a deployment at required densities. Medium precision is here set to be a random error (uncertainty) on hourly measurements of ±1 ppm or less, a precision requirement based on previous studies of network design in urban areas. Here we present tests of a HPP commercial NDIR sensors manufactured by Senseair AB performed in the laboratory and at actual field stations, the latter for CO2 concentration in the Paris area. The lower-cost medium precision sensors are shown to be sensitive to atmospheric pressure and temperature conditions. The sensors respond linearly to CO2 when measuring calibration tanks, but the regression slope between measured and true CO2 differs between individual sensors and changes with time. In addition to pressure and temperature variations, humidity impacts the measurement of CO2, all causing systematic errors. In the field, an empirical calibration strategy is proposed based on parallel measurements with the lower-cost medium precision sensors and a high-precision instrument cavity ring-down instrument during 6 month. This empirical calibration method consists of using a multiple regression approach to create a model of the errors defined as the difference of CO2 measured by the lower-cost medium precision sensors relative to a calibrated high-precision instrument, based on predictors of air temperature, pressure and humidity. This error model shows good performances to explain the observed drifts of the lower-cost medium precision sensors on time scales of up to 1–2 months when trained against 1–2 weeks of high-precision instrument time series. Residual errors are contained within the ±1 ppm target, showing the feasibility to use networks of HPP instruments for urban CO2 networks, provided that they could be regularly calibrated against one anchor reference high-precision instrument.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».