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火星大气中灰尘的垂直分布
MARS Express上的Omega光谱仪获得了对火星肢体的几种观察，这些观察仪仍未得到探索。在这里，我们根据火星大气灰尘的丰度和大小来探讨这些数据的信息内容。我们通过应用全球散射蒙特卡洛1D辐射转移代码来接近灰尘检索，以建模0.5 - 2.5μm光谱范围（VNIR和SWIR OMEGA通道），以使粉尘有效半径和数量密度变化在大约之间。8和50公里。 这是该方法第一次应用于欧米茄肢体数据。因此，我们仅介绍三个研究案例，其中水冰低于可检测性水平，以便将未来更广泛应用之前的方法论问题，假设和表现重点放在。 该模型完全包含多种散射效应，这些散射效应已知是导致在不同高度和表面上采用的肢体之间的耦合。 开发了表面反射率的延长的三维建模，形成了肢体光谱的表面晶体。 发现VNIR通道可用于降低辐射转移溶液的退化。 在15至30 km之间产生0.85±0.15μm（对应于模态半径〜0.3μm的模态R m m 〜0.3μm）的尘埃垂直分布，与全球循环模型（GCM）一致，但在模型中的模型预测中，与模型相比的一个级数相当一致，但与模型之间的模型（MC）相当吻合（GCMS），这是一个模型和MARS的clls clls clls clls clls clls clys的clains。8和50公里。这是该方法第一次应用于欧米茄肢体数据。因此，我们仅介绍三个研究案例，其中水冰低于可检测性水平，以便将未来更广泛应用之前的方法论问题，假设和表现重点放在。该模型完全包含多种散射效应，这些散射效应已知是导致在不同高度和表面上采用的肢体之间的耦合。开发了表面反射率的延长的三维建模，形成了肢体光谱的表面晶体。发现VNIR通道可用于降低辐射转移溶液的退化。在15至30 km之间产生0.85±0.15μm（对应于模态半径〜0.3μm的模态R m m 〜0.3μm）的尘埃垂直分布，与全球循环模型（GCM）一致，但在模型中的模型预测中，与模型相比的一个级数相当一致，但与模型之间的模型（MC）相当吻合（GCMS），这是一个模型和MARS的clls clls clls clls clls clls clys的clains。实际上与MCS数据达成了总体协议，在一种情况下，欧米茄退休的尘埃与Hellas Basin的当地风暴兼容。在火星气候数据库中没有很好地表示，该数据库提供了每月平均统计数据。我们的结果证明了欧米茄肢体数据在定量上有助于火星尘埃研究的能力，尽管需要在探测的光谱范围内准确地对多个散射进行准确模拟多个散射，但仍需要进行较复杂且缓慢的辐射转移计算方案。在整个Omega肢体数据集中，理想的检索方法的理想应用也有助于评估当地沙尘暴的发生，需要进一步的工作，旨在包括水冰气溶胶和可能的热发射。是使用蒙特卡洛建模方法对欧米茄肢体数据进行的首次尝试，这项工作代表了一种有用的基准测试，用于更快，虽然准确，但较不准确，辐射转移模型。
众包 GNSS 智能手机的自动选择......
智能手机已转换为便携式GNSS（全球导航卫星系统）接收器。具有数十亿此类设备记录的GNSS数据具有很大的科学研究潜力，并具有前所未有的时空分辨率。但是，目前访问大型GNSS智能手机数据的访问量是有限的，并且数据处理具有挑战性。Camaliot项目（机器学习技术在GNSS IOT数据融合中的应用）旨在解决这些问题，以促进众包GNSS数据的可用性，以进行天气预报和太空天气监测。Camaliot众包活动中大量的GNSS数据具有异质性的质量。为了应对此数据处理挑战，我们使用机器学习（ML）开发了一种自动数据选择算法。在这项研究中，比较了不同ML模型的分类性能。还检查了不同数据质量指标的重要性。初始结果表明，基于ML的分类器可以在广告系列的实际数据上获得95％的精度，而无需为质量指标设置明确的阈值。基于选定的智能手机GNSS数据，也进行了对流层参数估计实验。
数十亿年前的火山活动为地球丰富的氧气奠定了阶段，研究表明
“最大的挑战是开发一个数值模型，该模型可以模拟晚期天生条件下生物地球化学周期的复杂，动态行为。，我们通过在其他时间和目的中使用类似模型，将不同的组件一起使用和耦合在一起，以模拟挥发性火山事件的后期。
气氛如何影响海洋天气？
“我们发现的大气和海洋之间的新能量通路可以帮助设计更好的海洋观察系统并改善气候模型，” Shikhar Rai '23 Ph.D.说。 （机械工程），该研究的第一作者，伍兹霍尔海洋学机构的博士后研究员。除了改善气候建模外，能够更好地预测海洋的天气模式可能对渔业有实际应用，并有助于更好地直接将商业船只直接去哪里。
对城市气氛的可培养空气传播微生物的外能探索
摘要。代谢活跃的大气微生物与云有机物的相互作用会改变大气碳循环。在沉积后，大气微生物会影响地表地面系统中的微生物社区。然而，定居栖息地中可耕种大气微生物的代谢活性尚不清楚。在这里，我们分别使用胰蛋白酶大豆肉汤（TSB）和Sabouraud Dextrose肉汤（SDB）培养了从城市气氛中分离出来的典型细菌和真菌，并研究了其外替代谢物以阐明其在生物地球化学周期中的潜在作用。使用超高分辨率傅立叶转化离子回旋共振质谱法分析外量代谢物的分子组成。通过基因和基因组数据库的京都百科全书的注释有助于证明代谢过程。结果表明，与消耗和耐药化合物相比，细菌和真菌菌株产生的外态代谢物具有较低的H / C和更高的O / C比。由于TSB（85％）和SDB（78％）的CHON化合物均丰富，因此Chon化合物也构成超过50％的识别型外替代谢物公式。细菌菌株产生了更多丰富的Chons化合物（25.2％），而真菌外代谢物富含CHO化合物（31.7％）。这些微生物外量代谢物主要包括脂肪族/肽样和富含羧基的甲基化合物分子（CRAM）样化合物。在不同的微生物菌株之间观察到代谢产物的显着变化。细菌在氨基酸合成中表现出促智度，而真菌则积极参与氨基酸代谢，转录和表达过程。脂质代谢，氨基酸代谢和碳水化合物代谢在细菌菌株之间差异很大，而真菌在碳水化合物代谢和继发代谢方面表现出显着差异。这项研究提供了有关大气微生物在空气和水界面上有机物的转化和潜在氧化能力的新见解。这些发现是评估云中大气微生物的生物地球化学影响或遵循其沉积的关键。
金星原始气氛中氢的来源
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。
乙炔VUV吸收横截面的高温测量和适用于温暖系外行星大气的应用
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。
在温暖，水丰富的气氛中生物签名的可检测性
上下文。在阳光恒星的宜居区内温暖的岩石外球星是当前和将来的任务的青睐目标。the-Ory表示这些行星在形成时可能会湿润，并且可以居住足够长的时间来发展。但是，目前尚不清楚这些世界上的早期海洋在多大程度上会影响潜在的生物签名的反应。目标。在这项工作中，我们测试了在计划中的生命任务框架内，在温暖，水丰富的大气中生物签名的气候化学响应，维护和可检测性。方法。我们使用耦合的气候化学柱模型1d terra来模拟地球上的行星参数和进化，在与太阳不同的距离下，行星大气的组成。，我们以10％的步骤将传入的启发提高了50％，对应于1.00至0.82 au的轨道。在表面上使用和没有现代地球的生物量通量进行。 使用大蒜辐射转移模型产生所有模拟的理论发射光谱。 然后使用 Lifesim向这些光谱的观察添加噪声并模拟观察结果，以评估如何区分地球样行星的生物和非生物气氛。 结果。 增加的启动导致地表水蒸气压力从0.01 bar（1.31％，s = 1.0）升至0.61 bar（34.72％，s = 1.5）。 在生物情景中，臭氧层生存，因为氧化物与氮氧化物的氧化物反应阻止了净臭氧化学水槽的增加。。使用大蒜辐射转移模型产生所有模拟的理论发射光谱。Lifesim向这些光谱的观察添加噪声并模拟观察结果，以评估如何区分地球样行星的生物和非生物气氛。结果。增加的启动导致地表水蒸气压力从0.01 bar（1.31％，s = 1.0）升至0.61 bar（34.72％，s = 1.5）。在生物情景中，臭氧层生存，因为氧化物与氮氧化物的氧化物反应阻止了净臭氧化学水槽的增加。的甲烷大大降低了，比地球高20％的强化。使用Lifesim进行的合成观测，假设孔径为2.0 m，并且解决功率为R = 50，表明臭氧特征在9.6 µm处的臭氧特征可靠地可靠地指向10 parsecs中的系统的O 2的地球样生物圈表面通量。由于H 2 O轮廓不同而导致的大气温度结构的差异也使观测值在15.0 µm处可以可靠地识别CH 4表面通量等于地球生物圈的行星。将光圈增加到3.5 m，并将仪器吞吐量增加到15％，将此范围增加到22.5 PC。
使用替代辐射转移模型增强3D行星大气模拟
a b s t r a c t这项工作引入了一种方法，可以通过将机器学习的替代模型整合到OASIS全球循环模型（GCM）中来增强3D大气模拟的计算效率。传统的GCM基于反复整合物理方程的传统GCM在一系列时间段的大气过程中进行了大气过程，这是时间密集的，导致了模拟的空间和时间分辨率的妥协。这项研究赋予了这一限制，从而在实际时间范围内实现了更高的分辨率模拟。加速3D模拟在多个域中具有显着含义。首先，它促进了将3D模型集成到系外行星推理管道中，从而从以前从JWST和JWST Instruments预期的大量数据中对系外行星进行了良好的表征。其次，3D模型的加速度将使地球和太阳系行星的更高分辨率模拟，从而更详细地了解其大气物理和化学。我们的方法用基于仿真输入和输出的训练的基于神经网络的复发模型代替了绿洲中的辐射传输模块。辐射转移通常是GCM最慢的组件之一，因此为整体模型加速提供了最大的范围。替代模型在金星大气的特定测试案例上进行了训练和测试，以基准在非生物大气的情况下基于这种方法的实用性。这种方法产生了令人鼓舞的结果，与在一个图形处理单元（GPU）上相比，与使用匹配的原始GCM在金星样条件下相比，在一个图形处理单元（GPU）上表明，ABO V E 99.0％的精度和147个速度的因子。