光学吸収法：ガスを捕捉する「指紋」スペクトル

原理コア：温室効果ガス分子による特定波長光の選択的吸収特性。

各ガス分子には独特の吸収スペクトル（「分子指紋」のような）があり、例えばCOタンパは4.26μm波長の赤外光に強く吸収し、CHタンパは3.31μmと7.66μmの赤外光に敏感である。オンライン監視装置は光源を通じて特定の波長の光を放射し、光が温室効果ガスを含む測定対象ガスを通過すると、一部の光はガスに吸収され、光強度の減衰度はガス濃度に比例する（ランベルト・ビルの法則に従う）。

光強度の変化を検出することにより、ガス濃度を逆押し出すことができる。このような方法の中で、非分散赤外線法（NDIR）は構造が簡単で、応答が速いため、工場の煙突などの汚染源の固定と環境空気のオンラインモニタリングに広く用いられている、Fourier変換赤外分光法（FTIR）は同時に多種のガスを監視することができ、複雑な状況に適している。

レーザー分光法：レーザーの高特異性で濃度を正確に測定する

原理コア：レーザーを光源とし、ガス分子の吸収線を利用して高感度検出を行う。

レーザーは単色性が強く、波長調整が可能な特徴があり、温室効果ガス分子の特定の吸収線（例えばレーザー波長をCHランタンの吸収ピークに調整する）を正確に狙うことができる。レーザ光が測定対象ガスを通過すると、ガス分子はレーザエネルギーを吸収し、レーザ強度の低下を招き、その低下幅はガス濃度と相関する。

一般的なレーザー分光技術には、可変同調半導体レーザー吸収分光法（TDLAS）とキャビティ増強レーザー吸収分光法（CELAS）が含まれる。このような方法は耐干渉性が高く、検出限界が低い（ppb級に達することができる）ので、低濃度温室効果ガス（例えば環境空気中のCHランタン）または高純度ガス中の微量不純物のオンラインモニタリングに適している。

ガスクロマトグラフィー：分離後の混合ガス検出

原理コア：まず混合ガス中の異なる成分を分離してから、濃度を一つ一つ測定する。

測定対象ガスはサンプリングシステムを通じてカラムに入り、カラム内の固定相（吸着剤など）は異なる温室効果ガス分子に異なる吸着・脱着作用をもたらし、各成分のカラム中の保持時間が異なり、分離を実現する。分離されたガスは順次検出器（例えば火炎イオン化検出器FIDはCHランタンを検出するために用いられ、熱伝導検出器TCDはCOランタンを検出するために用いられる）に入り、検出器はガスと特定試薬との反応（例えばFIDにおけるCHランタン燃焼によるイオン流）に基づいて電気信号を生成し、信号強度は濃さに比例する。

ガスクロマトグラフィーは精度が高く、多種のガスを同時に分析することができるが、応答速度は比較的遅く（通常数分に1回のデータ）、高精度を必要とするが高周波モニタリングを必要としないシーン、例えば園区境界の温室効果ガス巡回検査に適している。

質量分析法：イオン質量電荷比によるガスの識別

原理コア：ガス分子をイオンにイオン化し、イオンの質量−電荷比（m/z）に基づいて異なるガスを区別し、濃度を計算する。

測定対象ガスはイオン源に入った後にイオン化（例えば電子衝撃イオン化）され、生成されたイオンは電場または磁場中で偏向し、異なる質量のイオン偏向軌跡が異なり、最終的に検出器上に異なる信号ピークを形成する。ピークの位置（m/zに対応）によってガスの種類（例えばCOタンパのm/zは44、CHタンパは16）を識別でき、ピークの強度は濃度を反映する。

質量分析法は応答が速く、複数のガスを同時に検出することができ、複雑な前処理を必要としないが、設備コストが高く、メンテナンスが複雑で、実験室や特殊な工業シーン（化学反応中の温室効果ガスのリアルタイム追跡など）で使用されることが多い。

まとめ：異なる原理の適用シーン

温室効果ガスのオンラインモニタリングの各種技術は、本質的にはガス分子の独特の物理化学特性を識別することによって濃度測定を実現している。光学吸収法とレーザー分光法は迅速、リアルタイムを優位とし、オンライン連続監視を主導する。ガスクロマトグラフィーは高精度で勝利し、周期性検査に適している。質量分析の法則は複雑な成分分析において作用する。これらの技術は共同で石油化学工業、電力、環境保護などの分野の温室効果ガス排出監視制御の核心手段を構成し、排出削減の意思決定にデータサポートを提供する。