为了实现大气测量的稳健性和可靠性,需要改进校准程序和受控实验室观测设施。本文介绍了一种专用的环境模拟器,它能够控制风流、压力、温度和气体成分,目的是允许在各种环境条件下测试和校准气象传感器。奥胡斯大学的环境风洞模拟器 [奥胡斯风洞模拟器 II (AWTSII)] 是一个独特的原型设施 (Merrison 2011; Rasmussen 等人2011),代表了从近地表到高海拔(平流层)再到大约 90 公里高度的中间层以下的环境条件模拟的“最先进技术”。另外两个低压风洞设施正在运行;虽然通常用于火星研究和传感器测试(Greeley 和 Iversen 1985;Wilson 等人2008),但它们不用于陆地计量或气象学。低温风洞在航空航天和汽车工业中很常见,但尚未应用于计量学。AWTSII 已广泛应用于风速计系统的测试和行星环境研究 [与欧洲空间局合作
摘要。太阳辐射通过持续的SO 2来源的SO 2源到平流层(Strat-SRM)中被提议作为气候干预的一种选择。全球互动性气溶胶 - 化学 - 气候模型通常用于研究假设的Strat-SRM场景的潜在冷却效率和关联副作用。对与交互式平流层气溶胶组成 - 气候模型进行比较研究研究表明,对特定假定的压缩策略的建模气候反应取决于使用的气溶胶微物理方案(例如,模态或分段表示)沿侧宿主模型分辨率和运输。与短期火山相比,SO 2排放量,So Strat-SRM场景中的2个压力可能对微物理过程的数值实施(例如成核,凝结和凝结)构成更大的挑战。本研究探讨了如何改变时间步骤和测序,在截面气溶胶 - 化学 - 化学 - 气候模型SOCOL-AERV2(40个质量垃圾箱)中,如何通过5和25 tg(S)yr-1 yr-1
平流层吸收太阳辐射的有害部分,从而保护地球表面的生命(以目前的形式)。由于人为排放臭氧消耗物质(ODS,如氟利昂),平流层臭氧层一直处于危险之中。由于《蒙特利尔议定书》(1987 年,以及随后的修订和调整)缔约方采取的行动,臭氧层有望在未来几十年内恢复。我们呼吸的空气中的臭氧是大都市地区的主要空气污染物,被称为光化学烟雾,臭氧是决定大气氧化能力的主要物质,参与从对流层空气中去除许多化合物(包括有毒物质)的过程。最后但并非最不重要的是,对流层顶区域的臭氧是一种强温室气体。为了研究这些重要问题,可靠的现场测量非常重要。世界气象组织 (WMO) 全球大气监测 (GAW) 计划的主要内容之一是利用相对小巧轻便的气球(臭氧探空仪)进行测量,这些气球可提供臭氧的垂直分布数据,而这些数据对于了解臭氧在大气中发挥的关键作用至关重要。臭氧探空仪的定期测量始于 20 世纪 60 年代后半期,当时只有少数几个
摘要。观察性研究表明,厄尔尼诺 - 南方振荡(ENSO)对准生物振荡(QBO)发挥了影响。QBO的向下传播分别在厄尔尼诺和拉尼娜期间倾向于加速和减速。一般循环模型的最新结果表明,QBO的ENSO调制需要相对较高的水平分辨率,并且它在具有参数化但时间恒定的重力波源的气候模型中不会显示。在这里,我们证明了NASA戈达德太空研究研究所(GISS)E2.2模型可以捕获观察到的QBO周期的ENSO模型,并以2°纬度的水平分辨率乘以2.5◦经度,但其重力波源被参与参数化。这是因为Elniño事件导致更剧烈的重力波源在赤道带上产生更绝对的动量流动,并且通过弱化的Walker Crockulation的弱化,这些波的过滤到热带下层平流层中。ENSO系统的各种组成部分,例如海面温度,对流活动和助行器循环,与参数化重力波的产生和传播密切相关,通过该引力波的产生和传播,ENSO通过该QBO在GISS E2.2模型中调节QBO时期。
近太空活动——寻求新的法律制度 Mini Gupta 和 Tommaso Sgobba * 摘要 尽管在“太空时代”,外层空间出现了许多创新,但直到最近,平流层和中间层的活动才引起商业界的关注。亚轨道飞行和高空平台 (HAP) 是该地区寻求利用能力的一些方式。由于臭氧层的存在,该地区的环境也非常敏感。然而,从法律上讲,这是一个模糊的区域,不清楚在那里发生的活动是空域活动还是外层空间活动。不同的作者用不同的名称来指代这个区域,在本文中,我们将其指定为近太空。该区域海拔约 18 公里至 160 公里,是大多数航空活动结束的地方,但大气层密度过大,无法支持太空活动。鉴于目前的争论,该区域很可能被简单地划定为空域或外层空间,而没有过多考虑其独特的科学、技术和经济能力。本文认为,保护其领土上方的近空间最符合基础国家利益,与专属经济区类似,需要为近空间制定具体的法律制度。专属经济区的例子将用于说明国家法律(即使在没有国际制度的情况下)如何既能使基础国家受益,又能保护目前的全球公域。
1大气层研究所,德国空气和空间中心(DLR),德国奥伯普法芬霍芬,2能源与气候研究所2:平流层(IEK -7),研究中心尤里奇,尤里奇,尤利希,尤利希,尤里希,尤里奇,3个大气层研究所,韦伯特尔,沃尔伯特的研究所3马德里的团结,马德里,西班牙,5 Karlsruhe技术研究所,气象学和气候研究所 - 大气痕量气体和遥感(IMK -ASF)(IMK- ASF),Karlsruhe,Karlsruhe,6地球和行星科学系,工程和应用科学院,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,美国,弗兰克,富有50名。 Main, Germany, 8 Jet Propulsion Laboratory (JPL), California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA, 9 Laboratoire de Météorology Dynamique/IPSL, Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, ENS -PSL, CNRS, Paris, France, 10 Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences, University of Colorado Boulder, Boarder, Co, Co, CHE,11化学科学系,地球系统研究实验室,NOAA,Boulder,Co,美国,地球,大气和行星科学系12
摘要。提出了一种新模型,以描述对流层和较低平流层中声音气球的上升(高度约为30–35 km)。与以前的模型相反,详细说明了拖动系数的变化,并且气球和大气之间的热量不平衡。为了补偿缺乏声音气球的阻力系数的数据,对拖动系数和雷诺数之间关系的参考曲线是从Lindenberg上空空气方法相互比较(Luami)竞选期间启动的流量数据集中得出的。通过溶解气球内的径向热扩散方程来解释从周围空气中的热量转移到气球中。在目前的状态下,该模型不考虑太阳能电源,即只能描述夜间气球的上升。但是,它也可以改编成代表白天的声音,其太阳辐射将其模型为扩散过程。该模型的潜在应用包括声音气球轨迹的预测,可用于提高匹配技术的准确性以及空气垂直速度的推导。通过在模型中从实际提升速率中计算出的静态空气中的气球的上升速率来获得latter。该技术可提供垂直空气运动的近似值,在对流层中的不确定性误差为0.5 m s -1,在平流层中为0.2 m s -1。提供了空气垂直速度的提取
1982年3月29日,4月3日至4月4日,墨西哥南部的El Chich'On火山爆发,注入了约700万吨二氧化硫(SO 2)和2000万吨颗粒物材料的总计。火山气体和碎屑的云向西行进,在三周内绕地球盘旋。4月4日的喷发是这三者中最大的一次,其云云又在夏威夷延伸几天后,允许Mauna Loa天文台的仪器进行详细的观察。云迅速发展为从赤道延伸到30°N的频段,持续了六个多月,然后逐渐扩大。这是20世纪最大的火山喷发之一,仅在1991年山pinatubo爆发。喷发是在没有警告的情况下进行的,在火山附近的城镇中杀死了许多人。el Chich'on从未在历史时期爆发过。爆发发生在迄今为止本世纪最大的厄尔尼(El Ni'no)开始。(实际上,平流层中的火山云欺骗了卫星传感器,这些传感器监测海洋温度以认为海洋温度正常,而它们已经大大变暖。因此,科学家直到开始几个月才意识到El Ni〜(请参阅El Ni〜no,第1卷)。热带美食中浮标的密集网络现在可以防止
摘要。氢驱动的高超音速飞机的设计旨在以大约30-40 km的速度在中间平流层中行驶。这些飞机可能会对与气候相关的物种(如平流层水蒸气,臭氧和甲烷)产生相当大的影响,从而有助于气候变暖。高超音速空调对大气成分的影响,反过来,对辐射频道的影响取决于巡航高度。然而,与发射高度的变化相反,目前尚不清楚发射纬度变化的差异。使用大气化学通用循环模型,我们表明,发射纬度的变化对扰动和平流层调整后的辐射强迫的影响要大于发射高度的变化。我们的结果包括水蒸气和氮排放的个体影响,以及未燃烧的氢,对中大气中的水蒸气,臭氧和甲烷以及所得的辐射强迫。水蒸气的寿命延续了已知的trop骨增长,并且在平流层中部近6年。我们的结果表明,由高超音速飞机排放引起的大气组成变化如何受到酿酒师-Dobson循环等大规模过程的控制,并且取决于发射的纬度,局部现象(如极地平流层云)。分析包括对臭氧和水蒸气的模型评估,并具有卫星数据的数据,并采用了一种新的方法,将模拟年减少三分之一。未来的超声研究的前景是对季节性敏感性和模拟的分析,并从燃烧液化的天然气而不是液体氢中排放出来。
摘要。对对流层和下层平流层(UTL)中湿度的了解非常特别,因为它对卷云的形成及其气候影响的重要性。但是,当前天气模型中的UTLS水蒸气分布遭受大型不确定性。在这里,我们使用人工神经网络(ANN)开发了一种基于动态的Hu-Intimity校正方法,以改善ECMWF数值天气预测中ICE(RHI)的相对湿度。该模型是通过ECMWF ERA5的时间依赖性热力学和动力学变量进行训练的,以及来自服务机内的湿度测量,用于全球观察系统(IAGOS)。在±2 ERA5在iagos-tripter周围的±2 ERA5压力下的大气变量用于ANN训练。RHI,温度和地球电位对ANN结果的影响最高,而其他动态变量则具有低至中等或高度的重要性。ANN表现出色,UT中预测的RHI的平均绝对误差(MAE)为5.7%,确定的系数(R 2)为0.95,与ERA5 RHI相比,它显着改善(MAE5 RHI(MAE5)(15.8%; R 2 of 0.66)。ANN模型还提高了全套UT/LS和多云UTL的预测技能,并消除了RHI = 100%的峰值。相对于冰光厚度的MeteoSat第二代(MSG)观察到的结果比在没有湿度校正的结果上对大西洋上的关节尾卷心场景进行湿度校正的观察更好。ANN方法可以应用于其他天气模型,以改善湿度预测并支持航空和气候研究应用。