摘要。我们总结了与Strato-Spheric臭氧耗竭有关的当前重要且已建立的公开问题,并讨论了一些新出现的挑战。,由于蒙特利尔方案的持续成功,尽管最近生产受控物质以及未受控制的非常短暂的物质的影响,但由于蒙特利尔方案的持续成功,臭氧层正在从卤代源气体的影响中恢复。增大的温室气体浓度增加,例如二氧化碳,甲烷(CH 4)和一氧化二氮(N 2 O),具有不同的方式,以不同的方式扰动平流层臭氧的潜力很大,但是它们的未来发展以及其未来的演变以及因此不确定的。在最近的澳大利亚野生火灾后,已经观察到通过注射烟颗粒的臭氧耗竭。目前,通过出乎意料地从2022年从Hunga Tonga -Hunga Ha'apai火山注入大量水蒸气。开放的研究问题强调,在全球,高度分辨的观测中,平流层痕量气体和气溶胶的高度分辨观测中,要维护(如果不扩展)观察网络的关键需求。实际上,我们将在不久的将来对类似的野生火山和火山事件的平流层影响视而不见。复杂的地球系统模型(ESM)具有平流层作为重要组成部分。但是,这些模型的巨大计算需求不得导致对影响臭氧层的许多过程的过度简化。无论如何,更简单的过程模型的层次结构对于测试我们对臭氧层不断发展的理解并提供与政策相关的信息将继续很重要。
暖云中的降雨依赖于小水滴通过凝结、碰撞和聚结而快速增长,直到水滴大到足以落到表面。对于带电水滴,它们的碰撞效率会受到电力的影响,这可能会影响云并最终影响降水 [1,2]。水滴带电是由于气溶胶或离子在碰撞时将电荷转移到水滴,或由于放射性衰变自发产生电荷 [3]。在持续的大面积层云中,水滴带电是由于整体电路电流流过云层。水滴的一个重要特性是它们的极化性,这会引起像电荷相互作用。这意味着,在很小的分离度下,带电水滴之间的电力总是吸引人的,与净极性无关 [4]。要检测到电对降水的影响,需要对水滴电荷进行明显的修改,例如通过增加的整体电路电流。太阳效应提供了一种途径 [5],但太阳周期对传导电流的变化很小。本文采用另一种方法,通过检查 20 世纪 50 年代末和 60 年代初核武器试验期间的数据,该试验向全球平流层注入了大量放射性物质 [6,7]。(另见图 S1)。放射性物质通过沉降和湿法去除向下输送,导致低层大气(对流层)电离增加。这种极端
Bruxelles,LE 29 Actobre2013。新闻稿“地球工程:鲁ck的气候变化解决方案?”11月7日,地球工程将成为由ULB Pole Bernheim Igeat(ULB),Ceri(Sciences PO Poaris)和Etopia(大回合系列)举办的会议辩论的重点。本次会议将于19:30在Solbosch校园的H2215礼堂举行。近年来,据专家称,气候政策似乎不再能够带来令人满意的进步,尤其是考虑到世界上全球的变暖很可能会发展成为一个非常昂贵的问题,从社会,经济和生态上讲。在许多实验室中,研究人员正在尝试地球上的人造冷却技术:通过硫酸铁的海洋施肥,将硫送入平流层,在太空中安装镜子等。远离科学世界 - 小说,这些项目正在迅速发展。因此,重要的是要客观地向公众出现与这些新技术有关的问题。克莱夫·汉密尔顿(Clive Hamilton(Charles Sturt University,堪培拉 /墨尔本大学),主题演讲者将介绍在地球工程,其融资和前景中进行的研究的进步。他的评论将由Jacob Werksman(DG Clima,欧洲委员会)和FrançoisGegenne(研究人员FNRS Cedem -ulg / Ceri -Sciences PO PO PARIS)讨论。演讲将在埃德温·扎克(Edwin Zaccai)教授(Igeat-ulb)主席下与观众进行讨论。免费访问。会议将以英语举行,并同时翻译。组织委员会:FrançoisGegenne; Suzan Gibril; Krystel Wanneau;埃德温·扎克(Edwin Zaccai)。面试克莱夫·汉密尔顿(Clive Hamilton):联系人:ValérieBombaerts - 服务通讯-ULB - 0474 27 00 77 - Valerie.bombaerts@ulb.ac.be
气候变化带来了巨大影响的全球挑战。《巴黎协定》设定了将全球平均温度升高限制为高于工业前水平低于2℃的目标,并采取努力将温度升高限制为1.5°C。即使是2℃的目标,更不用说更雄心勃勃的1.5℃目标,仅凭这些气候政策就很难实现:即使在严格的气候政策下,至少暂时的过冲也可能是Rogelj等人,2018年; Raiser等,2020; Reisinger&Geden; Reisinger&Geden,20233)。这对探索另一个气候政策工具,太阳能工程(SG)(也称为太阳辐射修饰(SRM))的兴趣增加了。sg是通过增加反射回太空的阳光量来限制变暖的尝试,例如通过将硫颗粒注入平流层(硫酸盐气溶胶注入),或增加海洋云的反照率(Marine Cloud Brighting,MCB)(国家科学,工程学和医学学院,2021年)。SG SG还没有准备好部署,但在技术上可能是可行的。几个功能使SG成为不寻常的工具。首先,SG是快速的:冷却效应将在几个月内实现。第二,目前的估计表明,直接的SG部署成本将很低(在相同量的冷却量中,远低于减少排放成本的特定成本)。快速廉价的。快速效果和低成本使SG
1983年,Turco,Toon,Ackerman,Pollack和Sagan(TTAPS)在《科学杂志》中发表了“核冬季:全球多个核爆炸的问题”,在十年的其余时间里,在科学家和政策制定者之间发起了激烈的辩论。通过对苏联和美国之间的各种核交换场景进行建模,TTAPS得出结论,从火灾中产生的烟气烟雾并进入平流层可以大大降低地球表面上大部分地球表面的平均温度数月,从而将世界浸入“核冬天”。在1980年代的强烈关注之后,核冬季辩论和科学研究在冷战结束后大大消失了。科学研究在2000年代重新燃烧并重新集中在对与印度和巴基斯坦日益增长的武库相关的核风险的担忧。然而,尽管这些区域核交换研究预测了大量的气候序列,但基于公开的信息,政府对核冬季的兴趣仍然很低。我们对(1)了解核冬季研究和政策分析的进化和现状; (2)自冷战结束以来,明显的政府利益丧失; (3)评估未来的替代行动课程。我们发现,尽管核冬季可能是核战争最严重的后果,但该科学仍然充满了破坏其接受的不确定性。我们建议在政策制定中重新考虑核冬季的考虑,并持续的研究计划减少不确定性。最初的广泛兴趣由于多种因素而逐渐减弱,主要是冷战的终结,也是政策解决方案的不切实际性和科学与政治的问题混合。
水蒸气是最重要的大气成分,对地球辐射收支有很大影响。除了水蒸气的直接辐射强迫外,其通过产生云滴的间接效应也在气候中起着至关重要的作用。因此,准确和定期地表征其在大气中的丰度至关重要,特别是在不断变化的气候系统中。在大气的上对流层/下平流层 (UTLS) 区域,水蒸气通过均质或非均质冻结过程驱动纯冰 (卷云) 云的生成,并通过沉积驱动云冰粒子的生长。卷云的辐射效应仍不为人所知;一些研究表明它们会冷却,而另一些研究表明它们会变暖,这取决于云光学厚度和冰粒大小和浓度的表现。在欧洲 CARIBIC 项目 [ 1 , 2 ](基于仪器容器的定期大气调查的民用飞机)的框架内,自 2005 年以来,我们利用实验室开发的基于光声 (PA) 方法的仪器,在 UTLS 区域(10 至 12 公里高度)的商用飞机上定期测量大气水蒸气和总水(即水蒸气和云水/冰的总和)浓度。机载 PA 水蒸气测量仪(称为 WaSul-Hygro)基于电信型近红外 (NIR) 二极管激光器。此外,为了确保同时测量总水量和水蒸气的要求,WaSul–Hygro 拥有针对低温低压条件优化的双室 PA 装置。这种操作由安装在飞机下方的特殊环境进气系统实现,该系统包含一个侧向进气口和一个前向进气口,用于对水蒸气进行采样
由于斯托克斯方程[1,2]的运动学可逆性,最令人信服的例证是 G.I.泰勒的库埃特细胞实验[3,4],低雷诺数下的流体混合需要平流(搅拌)和扩散[5,6]的相互作用。剪切引起的扩散混合增强,也称为泰勒扩散[7],是许多生物和人工系统的基础,从纤毛水生微生物对氧气、营养物质或化学信号的吸收,到微反应器和“芯片实验室”应用[8-12]。事实上,它代表了任何由平流扩散方程控制的非平衡松弛过程的基本特征[5],包括对流层上部和平流层的污染物扩散[13]。因此,设计最优混合方案是一个既具有基础性又具有实际意义的问题[14-17],并且与人们对将最优控制理论概念应用于非平衡物理[18-25]日益增长的兴趣相一致。传统上,全局混合效率通过施加一个初始模式(如溶质分布或温度分布)并通过其 L 2 /Sobolev 范数[26, 27]或 Shannon 熵的变化来表征搅拌对后者的影响[14, 28, 29]。局部混合也可以用 Lyapunov 指数来量化[2, 30]。最近,以混合前后粒子位置之间的互信息的形式引入了一种通用的无假设(即与模式无关)的全局混合效率度量[15]。在实验中,可以使用无损压缩算法从示踪数据中估计互信息 [ 31 ]。在这里,我们将这一新度量应用于无散度线性剪切流混合流体的问题。将时间相关的剪切速率定义为我们的协议,我们将互信息重新表示为后者的非线性函数,并精确求解最优控制问题,以在总剪切和总粘性耗散的约束下得出最优协议
项目描述中间大气处的连续温度声音对于理解许多垂直耦合过程至关重要,这些垂直耦合过程是由不同尺度上大气波驱动的。尤其是,在平流层/对流层上部的大气潮流及其间歇性尚未得到充分理解和连续的温度测量值对研究其源区域的这种可变性有益。微波遥感技术在此高度区域提供了独特的观察功能。成功的PhD候选者将参与新型毫米波辐射计的开发,以在中间大气中发出温度。这包括实验室和高山高海拔研究站的初始系统测试,以及与国际合作伙伴的现场活动中的仪器部署。她或他将负责检索算法,科学数据分析和大气模拟的发展。要求和应用职位需要物理学硕士学位或工程或环境科学的紧密相关领域。仪器,实验室工作和编程语言的经验(例如matlab,fortran,python)是一个明显的优势。有兴趣的申请人应将其课程范围(包括专业经验),一页动机信,至少一个参考人员的联系方式以及在硕士和单身汉级别获得的成绩向Gunter Stober博士发送。这些观察结果是与国家和国际合作伙伴合作进行的(例如进一步的信息IAP微波司在微波遥感大气方面具有全球公认的专业知识。它在瑞士和远程观测站的运动基地上运行一套地面仪器,以测量臭氧,水蒸气,风和温度。Meteoswiss,DLR),是欧盟Horizon 2020项目的一部分。IAP是伯尔尼大学气候变化研究中心(OCCR)跨学科的成员,学生将从该中心的课程和网络活动中受益。薪水将根据瑞士国家科学基金会SNSF的规定确定。IAP正在积极寻求增加物理学中的妇女人数,因此强烈鼓励妇女申请。关于伯尔尼大学伯尔尼大学的位于瑞士中心。 伯尔尼市是瑞士和广州伯尔尼的首都,并设有一个美丽的历史悠久的老城区中心。 公共交通便可以很容易地访问具有高山环境的伯尼斯·奥伯兰(Bernese Oberland)。位于瑞士中心。伯尔尼市是瑞士和广州伯尔尼的首都,并设有一个美丽的历史悠久的老城区中心。公共交通便可以很容易地访问具有高山环境的伯尼斯·奥伯兰(Bernese Oberland)。
Ayse Koyun是环境科学与工程系的博士后科学家以及哈佛大学的工程与应用科学学院。她拥有维也纳技术大学技术化学(材料科学)的医生学位。在她的博士学位期间,AYSE专注于使用原子力显微镜进行材料表征,并研究了建筑材料的老化。作为哈佛大学的博士后科学家,她的研究现在以了解气候和人类健康的气溶胶的影响(悬挂在空中的微小颗粒)的影响。她探讨了诸如构造之类的活动如何产生这些粒子以及它们如何影响吸气者的福祉。在哈佛大学,Ayse采用了一种称为电动力悬浮的尖端技术,以悬浮在空中中的气溶胶颗粒,从而使她能够研究它们在经历各种条件时如何发展,例如光暴露和湿度变化。她检查了来自不同来源的颗粒,从燃烧植物产生的烟雾到特定的化合物。通过阐明这些悬浮的颗粒,她观察到它们的反应和转化,阐明了气溶胶在环境中的行为及其对气候的潜在影响。除了在哈佛大学的工作外,AYSE还为SABER(平流层气溶胶过程,预算和辐射效应)任务做出了贡献,这是一项扩展的空中科学测量计划,研究了上层对流层和下层平流层(UTLS)的运输,化学,微物理和辐射特性。利用NASA WB-57高海拔研究飞机,Ayse有助于表征任务期间收集的微型气溶胶。SABER部署提供了对气溶胶尺寸分布,成分和辐射特性的广泛详细测量,以及不同区域和季节中相关的微量气体。这些观察结果对于提高全球模型准确模拟平流层气溶胶加载变化的辐射,动力学和化学影响的能力至关重要。ayse的总体目标是提供有关气溶胶颗粒对我们世界的起源,转化和影响的关键见解。通过为气候模型的发展做出贡献,并制定了减轻气溶胶的不利影响的战略,她的目标是对气候研究和公共卫生产生有意义的影响。最终,她在实验室和Saber任务中收集的实验数据有助于完善全球化学气候模型,从而弥合了科学发现和大规模模拟之间的差距。
报告指出,将臭氧排放量降低 10 倍或更多需要长达 25 年的时间。“如果能很快明确要求所有国家的飞机都减少排放,并且如果减少排放的设计能迅速融入正在进行的发动机开发中,那么臭氧减少量就可以保持在目前仅靠飞机减少的水平(不到 0.1%)……对于 4,000 架 747 级亚音速飞机(11 公里(38,000 英尺))或 1,000 架 13 公里(43,000 英尺)的机队,以及 150 架协和式飞机/TU-144 级超音速飞机”,报告计算道。从长远来看,随着发动机的更彻底重新设计,“平流层航空旅行可以随着需求的增加而扩大,而不会对环境造成不利影响,同时符合刻意可计算的标准执行”。这些乐观预测的关键在于尽早制定国际标准,以迫使降低海表温度排放量。但是,鉴于美国在管制汽车排放方面的曲折历史,这绝非易事。尽管如此,该报告认为“由于需要很长的准备时间,现在就应该开始制定和达到标准的过程”。至于海表温度在平流层中的运行导致紫外线辐射增加的生物效应,ClAP 报告指出,紫外线通量的百分比增加大约是臭氧层下部百分比减少的两倍。因此,臭氧层最小的可检测损耗——0.5%——将使紫外线通量增加约 1%。虽然这种增加对皮肤癌发病率的影响不易计算,但该报告指出,可以通过假设紫外线辐射在非黑色素皮肤癌的发展中起唯一作用来计算上层效应。因此,紫外线通量每增加 1%,皮肤癌发病率就会增加 1%。除了这些建议之外,ClAP 报告还指出,大量 SST 可能带来的另一个严重问题是,喷气燃料中的含硫化合物最终会变成硫酸固体颗粒漂浮在平流层中。这种影响会过滤掉到达地球的部分太阳能,从而降低全球平均温度。尽管需要非常庞大的 SST 舰队才能产生可察觉的影响,但报告指出,仅仅几分之一度的差异就会造成数亿美元的农作物损失。因此,报告建议考虑制定法规,强制高空飞行的飞机使用低硫燃料。0