南方海洋在大气CO 2隔离中起着关键作用,占现代海洋吸收的人为CO 2的约40-50%(Landschützer等,2015; Gruber等,2019)。南大洋在调节轨道和千禧年时标的地质过去的二氧化碳(P CO 2)的大气部分压力方面也起着关键作用(Anderson等,2009; Sigman等,2010; Gottschalk等,2016)。此外,南大洋对热带地区的大气和海洋循环影响远程影响,包括低纬度大气CO 2交流(Sarmiento等,2004; Hendry and Brzezinski,2014; Sigman等,Sigman等,2021)。因此,南大洋是全球气候系统的关键组成部分,其对大气CO 2在一系列时标的大气中的影响(Fischer等,2010; Rae等,2018; Dong等,2024)。然而,南大洋的过程和机制对大气P CO 2和全球气候变化的影响仍未得到充分了解。为了填补这一差距,该研究主题整合了现代观察结果,古气候数据和模型模拟的结果,以从碳周期的角度促进全球气候变化中对南方海洋的重要性的全面理解。该研究主题收集了12篇文章,其中包括11篇原始研究文章和1个观点文章。这些文章可以分类为下面探讨的三个主题。文章集中于碳和其他营养因素和水量因子的原位分析,拆卸循环对大气P CO 2的影响的最新进展以及碳循环(相关)过程的古生证重建。
1。介绍和早期职业本文纪念了Joost Alois Businger 1在他100周年纪念日的科学生涯。如果您要求他的同事和朋友用一句话描述Joost Businger,他们会说他“谦虚”。尽管有谦虚的态度,但许多人还是重新获得了他的作品的意义,其中包括1978年美国气象学会(AMS)半个世纪奖,2003年欧洲地球科学联盟(EGU)Vilhelm Bjerknes奖章,以及他作为AMS荣誉成员的指定。他当选为国家工程学院,是AMS和美国科学发展协会(AAAS)的会员。当恭喜这些荣誉之一时,Joost曾经回答:“我很幸运,在如此年轻的时候,我决定对气象感兴趣,并且与我在一起。它使我年轻”(图1)。Joost于1924年3月29日出生于荷兰的哈勒姆。2他的祖父是瑞士移民,他将瑞士公民授予约斯特。他的父亲Leopold Alois Businger是一位敬业的艺术家(画家),在业余时间从事牙科工作。他的母亲Helena Schimpf Businger是Joost和他的弟弟Peter的歌手和家庭主妇。当Joost大约10岁时,三月份的一个非常温暖的日子激发了他对天气的终生兴趣。第二次世界大战于1940年爆发并对天气的预测被分类时,他保留了战争的最后几年的天气记录,并根据过去的类似序列进行了预测(图2)。他告诉我:“有时候我的预测是正确的,我给邻居留下了深刻的印象。” 3
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水中的trip含量的抽象建模是一种有意义的方法,可以评估气候模型中水周期的表示,因为它可以追溯水周期内和储层之间的通量(平流层,对流层和海洋)。在这项研究中,我们介绍了在大气通用循环模型(AGCM)MIROC5 -ISO中的自然trimatium及其在1979 - 2018年期间的模拟。由于最近发表的trium生产计算,我们能够首次研究与11年太阳能周期对降水中Tritium的自然产量产生的影响。miroc5 -iso正确模拟了对降水中tri的大陆,纬度和高度影响。与平流层 - 对流层交换相关的季节性trip含量峰值也可以准确地模拟时间安排,即使MiroC5 -ISO低估了变化的幅度。div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div>与在南极洲的沃斯托克(Vostok)的观察结果一致,例如,我们的模拟表明,内部气候变异性在极性沉淀中在tritium中起重要作用。由于其对南极涡流的影响,南环模式增强了生产成分对南极降水的trim的影响。在格陵兰岛,由于北大西洋振荡对湿度条件的影响,在降水中检测到降水中11年太阳周期的东 - 西对比。
用于定向能和自由空间光通信应用的激光束在通过大气传播时可能会因光学湍流而严重扭曲。这些扭曲主要源于大气边界层,该边界层通常延伸至约 2 公里高,包含大气质量的 75%。其影响包括光束偏移、光束增宽和辐照度波动。自适应光学技术的使用可以减轻湍流的影响,此类系统在天文应用中广为人知,但在定向能应用中的实现和性能仍然不太为人所知。任何自适应光学系统的目标都是通过使用波前传感器测量误差、计算适当的校正并将此校正应用于可变形镜来消除光路变化导致的光波前扭曲。为了满足时间带宽要求,该反馈回路每秒执行数百次。要确定自适应光学系统的特性,必须模拟大气湍流对波前的影响。激光系统性能的评估取决于传播预测代码中使用的大气模型的精度。经过几十年的研究,一些分析理论例如几何光学 1 、Rytov方法和马尔可夫近似 2-4 已经发展起来,用于计算激光束传播的特性。但这些方法在某些条件下是近似的,因此它们的适用性有限,并且闪烁统计数据的理论计算非常困难,特别是当强度波动变大时。因此,开发了数值方法来更真实地表示大气湍流对激光束传播的影响。这些方法被称为光束传播方法 5 。这些方法的其他名称是分步傅里叶技术 6 和随机相位屏方法 7,8 。这里我们介绍激光束传播代码 LAtmoSim,它使我们能够评估大气对激光束波前的影响,并通过使用上述方法确定 AO 系统的设计参数。在本文中,我们还介绍了预测大气湍流强度的工作成果。光学湍流强度的定量测量称为折射率结构参数 C n
作为替代方案,在搭便车发射进入太阳同步极地轨道的情况下,设计了具有此特性的轨道,其高度接近 600 公里(仪器要求),但本文不再介绍。对于脱轨分析,必须考虑卫星的平均面积,估计为 1,307 平方米。请注意,这是通过每个平面上的投影的算术平均值获得的下限,这将提供最坏情况的分析。基于上述考虑,在初步简化分析中,通过 NASA DAS v2.0 软件[2] 获得了卫星衰减曲线,如图 3 所示。可以看出,在最坏情况下,卫星将在任务使用寿命结束后 27 年后重新进入大气层,比国际标准建议的时间多了两年(这额外的两年应在项目后期考虑)。
上下文。将外部大气的观察结果解释为限制物理和化学特性,通常是对贝叶斯检索技术进行的。由于这些方法需要许多模型计算,因此必须在模型的复杂性和运行时间之间做出妥协。实现这一折衷会导致许多物理和化学过程的简化(例如参数化温度结构)。目标。在这里,我们实施和测试顺序神经后估计(SNPE),这是一种用于系外行星的机器学习推理算法。目标是加快检索的速度,以便可以使用更昂贵的大气模型进行运行,例如那些使用辐射转移计算温度结构的模型。方法。我们使用外部科学(ARCIS)的精巧建模代码生成了100个合成观测,该代码是一种具有大气形的建模代码,具有远距离的功能,可以在不同程度的复杂性上计算模型,并在其上进行检索以测试SNPE后代的忠诚。忠诚量化了后者是否会像我们预期的那样经常包含地面真理。我们还使用Arcis的自洽功能对凉爽的棕色矮人进行了合成观察,并通过自洽模型进行了检索,以展示SNPE打开的可能性。结果。我们发现,SNPE提供了忠实的后代,因此是系外运动大气检索的可靠工具。我们已在GitHub上公开为社区公开使用代码。我们只能使用仅50 000个正向模型评估来运行合成棕色矮人光谱的自洽检索。我们发现,SNPE可以根据向前模型的计算负载,观察力的维度及其信噪比(S / N)加快〜2×和≥10倍之间的速度。
在介电绝缘的超导磁体中需要聚合物[1],以及浸渍由NB 3 SN等脆性导体制成的磁铁线圈[2]。在未来的粒子加速器中,例如未来的圆形对撞机(FCC)项目[3,4],磁体将暴露于日益高的辐射剂量。为例,HL-LHC [5]内三重线圈中的预测峰剂量为30 mgy [6]。环氧树脂是具有良好的介电和机械支撑物的热固性聚合物,这些聚合物通常用于磁铁的大管浸没,用于电动机和发电机的线圈绕组,以及作为纤维增压组合的基质材料。这种环氧树脂的辐射损伤已被广泛研究[7]。以前,我们已经描述了不同环氧树脂系统在环境空气中辐射期间潜在用于超导磁体的老化[8]。由于超导磁体中的聚合物在没有氧气的情况下在低温温度下被照射,因此在本研究中,我们研究了辐射温度和大气的影响。为此,我们在三种不同的环境中辐射了相同的环氧树脂:在20℃,在环境空气或惰性气体中,并浸入4.2 K的液态氦气中。为了评估衰老过程并确定衰老率,我们采用动态机械分析(DMA)。DMA存储和损耗模量演变揭示了交联和链分裂对玻璃过渡温度(T G)的竞争影响以及大分子交联之间的分子量。辐照环境,尤其是辐射温度,可能会大大影响辐射引起的环氧树脂衰老。
该战略计划是建立在大气科学系(DAS)的前5年计划的基础上的。DAS有一系列5年的战略计划,至少可以追溯到1999年。在该部门截然不同的情况下,以前的战略计划(2015-19)是编写的,有9位教职员工(比现在增加50%),并且国家预算的大约是今天的两倍。与以前的计划不同,该战略计划基于2019年4月在学术事务的主持下进行的外部DAS计划审查。该外部审查的报告(2019年5月日期)以及我们对学术事务的正式回应(2019年6月)是公开的(单击链接)。本文包括DAS计划审查的具体建议。目前,在2020年底,DAS的情况与过去几个时期的任何时间
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