上下文。了解金星原始大气中的氢含量对于理解塑造其大气进化的流体动力逃生过程至关重要。氢来自两个主要来源:来自太阳星云和水蒸气(H 2 O)的分子氢(H 2)。这些来源的精确比例仍然不确定,从而导致有关金星大气历史的不同假设。但是,尚未对这些来源比例的参数空间进行系统的探索。目标。这项研究旨在通过对早期大气逃生场景进行广泛的数值模拟来限制金星原始大气中的氢含量及其来源。方法。我们开发了一种改进的能量限制的流体动力逃生模型,该模型与1D辐射感染的Equi-Liberium大气模型集成在一起,以模拟金星上的早期大气逃生。使用当前金星大气中的NE和AR的同位素数据,我们限制了星云衍生和脱气的衍生氢的贡献。我们的模拟探索了超过500 000个场景,改变了最初的H 2和H 2 O组成,并考虑了不同的太阳极端紫外线(EUV)辐射条件。结果。我们的结果基于20 ne/ 22 ne,36 Ar/ 38 ar和20 ne/ 36 ar的同位素比在金星的大气中观察到的,这表明原始大气含水量仅限于h 2(0.0004 wt%)的0.01海洋等效物,而小于1.4 h 2 o.4海洋等效于h 2 o. div> div> div> div> div> div> div div> div> div div。这表明,如果维纳斯曾经有富含氢的主要气氛,那么它在形成其次要的H 2 O富含气氛之前大部分都是丢失的。此外,我们的方法可以应用于限制其他陆地行星的原始大气组成,从而为其进化史提供了见解。
上下文。大多数观察到的系外行星的平衡温度高(T EQ> 500 K)。了解其大气的化学和解释其观察结果需要使用包括光化学在内的化学动力学模型。这些模型中使用的真空紫外线(VUV)吸收横截面的热依赖性在高温下是鲜为人知的,从而导致不确定性在产生的丰度谱。目标。我们工作的目的是通过实验研究外部大气的VUV吸收横截面的热依赖性,并提供准确的数据以在大气模型中使用。这项研究的重点是乙炔(C 2 H 2)。方法。我们使用VUV光谱和同步辐射测量了七个温度下的C 2 H 2的吸收横截面,在115-230 nm光谱结构域中记录的296至773 K。这些数据在我们的一维热化学模型中使用,以评估它们对通用热木星样系外行星气氛的预测组成的影响。结果。C 2 H 2的绝对吸收横截面随温度而增加。这种增长从115 nm相对恒定,并从185 nm急剧上升到230 nm。这种变化还影响了其他副产品(例如甲烷(CH 4)和乙烯(C 2 H 4)的丰富曲线。结论。我们介绍了在高温下C 2 H 2的VUV吸收横截面的第一个实验测量。使用该模型计算的C 2 H 2的丰度曲线显示出略有变化,当使用C 2 H 2吸收横截面与296 K相比,在773 K时测量的5×10-5 bar接近40%,与296 K相比。这是由1530 nM的吸收率较高的230 nM,该吸收率在296 K中。光谱范围。需要对其他主要物种进行类似的研究,以提高我们对系外行星气氛的理解。
尊敬的 Earl L. “Buddy” Carter 在轨道碎片管理方面,有许多国内和国际管辖权。这是否难以驾驭?如何简化这一过程?保护轨道运行环境以确保太空的可持续性是一个全球性问题,需要全球参与。这是美国领导层与业界合作制定标准实践的机会,围绕太空态势感知数据、运营商之间的通信和冲突消除活动以及如何减少轨道上碎片的产生。由于美国各政府机构独立处理轨道碎片和太空可持续性问题,因此有机会在政策制定方面密切合作,以避免冲突或重复的监管,然后在全球同行中发挥带头作用,鼓励采用美国标准做法。从 Planet 的角度来看,进一步的轨道碎片计划有四个优先领域。首先,我们需要更好地模拟低地球轨道大气环境。位置不确定性仍然是低地球轨道卫星运行的一个棘手问题。使用现有的低地球轨道环境模型测量两个有碰撞风险的物体之间的距离,即使提前 24 小时预测,误差幅度有时也会高达几公里。太空运营商需要更好的大气模型和空间态势数据,以减少这些位置不确定性,消除“误报”交会警报,并尽量减少潜在碰撞所需的机动距离。各国政府和国际组织应继续鼓励行业努力验证和标准化模型,并定义其使用的最佳做法,同时投资于低地球轨道环境天体动力学建模领域的研发。其次,我们需要在太空运营商之间更好地共享数据。各国政府和国际组织应采取额外措施,鼓励私人运营商与其他运营商共享最佳精度轨道星历表。Planet 通过 GPS 和双向超高频测距对自己的卫星进行轨道测定,并以各种格式公开提供这些数据。与其他运营商透明地共享轨道星历表和处理交会数据消息的运营人员的联系信息将减少不确定性
热带太平洋 (McPhaden 等人1998),最重要的是,原型耦合海洋-大气模型 (Zebiak 和 Cane 1987) 成功预测了厄尔尼诺现象。反过来,这些发展又得到了非常成功的国际热带海洋全球大气 (TOGA) 计划 (世界气候研究计划 1985) 的推动。季节性预报显然对社会各阶层都有价值,无论是出于个人、商业还是人道主义原因 (例如,Stern 和 Easterling 1999;Thomson 等人2000;Pielke 和 Carbone 2002;Hartmann 等人2002a;Murnane 等人2002)。然而,尽管大气-海洋耦合产生了可预测的信号,但上层大气本质上是混乱的,这意味着预测的天气的日常演变必然对初始条件敏感(Palmer 1993;Shukla 1998)。在实践中,这种敏感性的影响可以通过整合耦合海洋-大气模型的预测的向前时间集合来确定,集合中的各个成员因大气和底层海洋的起始条件的微小扰动而不同。集合的相空间弥散给出了流动潜在可预测性的可量化流动相关测量。但是,如果初始条件的不确定性是季节性预报集合中唯一的扰动,那么由此得出的可预报性测量结果将不可靠;原因是模型方程也是不确定的。更具体地说,尽管气候演变方程在偏微分方程的层面上很容易理解,但它们作为一组有限维常微分方程的表示,在数字计算机上进行积分时,不可避免地会带来不准确性。原则上,这种不准确性可以向上传播,并影响模型所预测的整个尺度范围。目前,没有潜在的理论形式主义可以用来估计模型不确定性的概率分布(见 Palmer 2001);因此,必须寻求一种更务实的方法。其中一种方法依赖于这样一个事实,即全球气候模型是在不同的气候研究所独立开发的。由这种准独立模型组成的集合称为多模型集合。多模型集合能够比单一模型集合产生更可靠的季节性气候风险概率预报,这一点已由季节至年际时间尺度气候变化预测 (PROVOST) 项目资助
回顾 ECMWF 自 1975 年成立以来的 37 年,数值天气预报 (NWP) 的科学和实践取得了惊人的进步。1975 年,全球 NWP 模型尚处于起步阶段,天气预报技能最多只能提前三天。ECMWF 成立的一个关键原因是通过创建欧洲集体努力,使全球 NWP 能够更快地发展。无论如何,这段时间是这项事业取得巨大进步的时期,今天我们通常预计天气预报能够提前第二周预测。科学发展、增强的观测覆盖范围和增强的计算能力都发挥了关键作用。未来会怎样?我们可以期待 2030 年的天气预报是什么样的?众所周知,预测科学和技术的未来非常困难,尤其是因为如果以最近的历史为依据,未来 18 年的技术进步基本上是不可想象的。但也许其他当前趋势更容易推断。ECMWF 全球预报模型的隐含水平网格大小(高分辨率模型目前为 16 公里)几十年来一直以相当稳定的指数速度减少。NWP 预报的客观技能指标表明,技能一直在以大约每十年一天的提前时间增加(对于有用的预报)的恒定速度增加。将这两种趋势向前推断可能很危险,但如果我们这样做,那么到 2030 年,技能应该可以延长大约两天,水平网格大小可能在几公里的范围内。另一个自然而然的问题是,未来的全球模型将能够预测什么?有趣的是,自 1992 年以来,ECMWF 不仅预测天气,还预测海浪。当然,近地表风和海浪之间有着密切的联系,但当时和现在,水手对海浪的良好预报的需求也很大。最近,由于将我们的预报扩展到月度和季节时间尺度,ECMWF 预报模型现在包括与大气模型相结合的全球海洋模型。此外,ECMWF 还开发了另外两个领域,在这些领域中,可以使用我们的预报系统和数据预测自然环境的相关方面。从科学、技术以及用户的角度来看,这些都是非常令人兴奋的举措。第一个是 MACC 项目,用于预测大气成分,包括温室气体、气溶胶、火灾和空气质量。第二个是 ECMWF 的第一个第三方活动——欧洲洪水预警系统——正在探索集水区水文的评估和预测。人们可以推测,未来的 NWP 系统可能更接近于数值环境预测系统。这些发展之所以发生,是因为这些领域的科学正在进步,也是因为可以从卫星和其他地方获得这些特性的新观测。当然,所需的科学是多学科的,物理学、化学和生物学都发挥着越来越重要的作用。起源于气象学的数据同化等技术可以并且正在扩展到环境科学的许多其他分支。未来存在许多不确定性,但 ECMWF 可以抓住机遇,推动 NWP 科学发展并提高预报技能,继续成为公认的全球中期预报领域的世界领导者。艾伦·索普