前10名同行评审出版物:Bier,A。和Burkhardt,U。(2022)。射流和涡流期参数化的微物理过程对围栏性质和辐射强迫的影响。地球物理研究杂志:大气,127,E2022JD036677。https://doi.org/10.1029/2022JD036677 Verma,P。,&Burkhardt,U。 (2022)。 cirrus中的缩进形成:cirrus云特性对围栏形成的影响的图标-lem模拟。 大气化学与物理学,22(13),8819–8842。 https://doi.org/10.5194/acp-22-8819-2022 Lee,D.S.,Fahey,D.W.,Skowron,A.,Allen,M.R.,M.R.,Burkhardt,U. (2021)。 全球航空对2010年至2018年人为气候强迫的贡献。 大气环境,244,117834。https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.117834 Stevens,B.,Accuistapace,C.,Hansen,A. (2020)。 大型涡流和防暴模型的附加值,用于模拟云和降水。 日本气象学会杂志,98(2),395–435。 https://doi.org/10.2151/jmsj.2020- 021。 Bock,L。和U. Burkhardt,2019年:围栏cirrus辐射强迫未来的空中交通。 Atmos。 化学。 Phys。,19,8163–8174,https://doi.org/10.5194/acp-19-8163-2019。 Burkhardt,U.,L。Bock和A. Bier,2018年:通过减少飞机烟灰数排放来减轻围栏气候影响。 (2015):缩小图的微物理途径,J。Geophys。 (2011)。 Q. J. Roy。https://doi.org/10.1029/2022JD036677 Verma,P。,&Burkhardt,U。(2022)。cirrus中的缩进形成:cirrus云特性对围栏形成的影响的图标-lem模拟。大气化学与物理学,22(13),8819–8842。https://doi.org/10.5194/acp-22-8819-2022 Lee,D.S.,Fahey,D.W.,Skowron,A.,Allen,M.R.,M.R.,Burkhardt,U.(2021)。全球航空对2010年至2018年人为气候强迫的贡献。大气环境,244,117834。https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.117834 Stevens,B.,Accuistapace,C.,Hansen,A.(2020)。大型涡流和防暴模型的附加值,用于模拟云和降水。日本气象学会杂志,98(2),395–435。https://doi.org/10.2151/jmsj.2020- 021。 Bock,L。和U. Burkhardt,2019年:围栏cirrus辐射强迫未来的空中交通。 Atmos。 化学。 Phys。,19,8163–8174,https://doi.org/10.5194/acp-19-8163-2019。 Burkhardt,U.,L。Bock和A. Bier,2018年:通过减少飞机烟灰数排放来减轻围栏气候影响。 (2015):缩小图的微物理途径,J。Geophys。 (2011)。 Q. J. Roy。https://doi.org/10.2151/jmsj.2020- 021。Bock,L。和U. Burkhardt,2019年:围栏cirrus辐射强迫未来的空中交通。Atmos。化学。Phys。,19,8163–8174,https://doi.org/10.5194/acp-19-8163-2019。Burkhardt,U.,L。Bock和A. Bier,2018年:通过减少飞机烟灰数排放来减轻围栏气候影响。 (2015):缩小图的微物理途径,J。Geophys。 (2011)。 Q. J. Roy。Burkhardt,U.,L。Bock和A. Bier,2018年:通过减少飞机烟灰数排放来减轻围栏气候影响。(2015):缩小图的微物理途径,J。Geophys。(2011)。Q. J. Roy。Q. J. Roy。NPJ气候和大气科学,第1页。 1-7。 https://doi.org/10.1038/s41612-018-0046-46-4Kärcher,B.,U.Burkhardt,U.,Bier,A.,Bock,L。和Ford,I。J.res。,120,7893–7927,https://doi.org/10.1002/2015JD023491/2015JD023491 Burkhardt,U.全球辐射性强迫从围栏卷曲中强迫。自然气候变化,1(1),54-58。https://doi.org/10.1038/nclimate1068Kärcher,B。和U. Burkhardt,2008年:用于通用循环模型的Cirrus云方案。陨石。Soc。,134,1439-1461,https://doi.org/10.1002/qj.301航空气候变化研究启动(ACCRI)的首席作者出版一份关于前进方向的报告,基于对研究差距和不确定性领导作者的审查:G.P. G.P.Brasseur,美国NextGen联合计划和发展办公室联邦航空局(FAA),国家航空航天局(NASA)(NASA),国家海洋与大气管理局(NOAA)(NOAA),2008年。
航空燃料组成如何影响捕捉尾声的形成和寿命是一个复杂的问题。尽管在热力学中有充分的基础理论在热力学中得到了充分的基础,并且通过测量证明是正确的,但就形成围栏卷心菜的持续性围栏而言,仍然存在很大的不确定性。这两者都来自尚未完全理解的过程,也来自量化其对气候影响的许多影响因素的复杂性。从燃料组成到其燃烧和相应的排放,到围栏形成及其在大气中的扩散以及微物理和光学特性。这些特性会影响单个割栅的寿命和辐射效应,对所有关节尾部的辐射效应的全球和多年平均平均水平,从而最终对其气候影响产生。此问题从单分子的尺度(约0.1 nm)及其基本相互作用(例如1 ns)扩展到空间和时间的17个数量级以上。不可能使用单个数值模型或相对较少的测量值覆盖如此广泛的范围。
我们的长期愿景是实现有效的,常规的,系统范围的围栏管理,到2050年,将气候影响和经济权衡纳入。这将需要在研发活动上进行持续投资,并且进步需要适当的资金的可用性。到2030年,研究界必须继续评估并了解低发动机技术和新型的可持续航空燃料(SAF)配方的潜在缩小减少益处。这将为决策者和运营商提供有关如何最好地在整个车队中采用这些措施的方法,因为目前的研究表明,只有一小部分航班会导致大多数污染物引起的变暖。此外,我们必须展示技术和预测工具,以实现可接受的信心,以考虑经济和运营权衡。到2040年,假定已经证明,验证了模型保真度和操作决策支持工具,并在某种程度上使用了来管理围栏cirrar cirrus气候影响。2050年愿景和临时目标需要有效,互补和协调的研究工作。
飞机的存在。国家对 LSST 的大量投资意味着,通过飞机和避免尾迹观测效率的微小改进可以显著提高调查质量及其科学性。软件定义无线电 (SDR) 接收自动相关
采用虚拟机箱技术的 EX 系列以太网交换机将模块化系统的可靠性与可堆叠交换机的经济性和灵活性相结合,为校园、远程和分支机构环境提供高性能、可扩展的解决方案。在虚拟机箱配置中,多个 EX 系列交换机可以互连以作为单个逻辑设备运行,从而大大简化管理和支持。在基于标准的开放 ESI 链路聚合组 (LAG) 配置中,可以通过 Contrail 服务编排单独轻松地管理交换机。借助多千兆端口速度和高达 95 W 的 PoE++ 支持,企业可以部署基于 EX 系列的可演进有线网络基础设施,以应对包括物联网和 Wi-Fi 6 在内的未来。
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。
第三届 ECATS 会议汇集了来自不同学科的研究人员,他们致力于研究有助于航空业应对其面临的许多重大环境挑战的问题。其中包括航空替代燃料、机场空气质量、气候影响、最佳飞行轨迹、飞机未来材料、推进技术。15 年来,ECATS 一直专注于这些日益重要的工作领域。ECATS 卓越网络于 2005 年在欧盟的资助下成立。2010 年,ECATS 成立了一个国际协会,其主要目标是继续召集科学和技术界,研究航空对环境的影响。时至今日,ECATS 仍继续与航空业、监管和科学界的利益相关者密切合作,以支持沟通、传播和开发活动。这些努力的一个成功结果是建立了一系列 ECATS 会议;第一次于 2013 年在柏林举行,第二次于 2016 年在雅典举行,第三次定于 2020 年 4 月在哥德堡举行。然而,世界已迅速被 COVID-19 大流行所席卷,本次会议已重新安排在 2020 年 10 月 13 日至 15 日举行,并将以虚拟方式举行。原定于 2020 年 4 月举行的会议的摘要征集吸引了大量优秀、有趣且具有前瞻性的投稿。为了保持高势头,科学委员会决定编写一本摘要书。本出版物是按会议安排的短格式和长格式摘要的组合。摘要集列出了一系列近期研究项目的新概念、成就和当前结果。这些内容共同构成了将于 10 月提交的工作大纲。机场空气质量会议概述了飞机发动机排放对环境和人类健康的影响。会议为许多机场研究设定了背景,开幕式介绍了对飞机发动机超细颗粒物排放对健康的潜在影响的调查。许多贡献旨在扩大对使用 CFD 和拉格朗日粒子模型对飞机排放进行建模的理解。我们建模能力的进步将有助于更好地了解飞机发动机排放对区域和当地空气质量的影响。本次会议的贡献表明,机场内及周围的超细颗粒物数量浓度可能增加,这可归因于飞机活动。此外,还报告了一项欧洲主要研究中正在进行的工作,以更好地了解飞机发动机的颗粒物排放。本次会议汇集了最具创新性的机场空气质量研究,以提供发展和成果的综合。这些成果将帮助业界制定更强有力的方法来理解和减轻影响。气候影响和缓解概念会议探讨了大气机制和原理,即航空业如何导致气候变化,特别是关注非二氧化碳影响和可用的有希望的缓解方案。展示了对全球航空影响定量估计的综合评估以及对尾迹和尾迹卷云、氮氧化物排放和气溶胶-冰云相互作用的气候影响的详细研究。介绍了替代技术和运营概念的缓解潜力,包括对尾迹缓解策略、电动和混合动力飞机、蒸汽喷射和回收航空发动机的研究。探索了借助战略计划和基于市场的措施实施此类替代概念的概念。
氢还可以用于燃料电池发电——燃料电池是一种通过一系列涉及氧气的反应将氢中的化学能转化为电能和热能的装置,副产品是水。燃料电池可以独立用于螺旋桨飞机(例如涡轮螺旋桨飞机)的推进。然而,考虑到燃料电池的功率密度限制,长途飞行和重载荷不太可能完全由燃料电池提供动力。5F 6 为了增加航程和有效载荷大小,燃料电池还可以用于混合电力推进系统,该系统配有氢燃烧燃气涡轮发动机。6F 7 在混合动力系统中,燃料电池在巡航飞行期间充当主要动力源,燃气涡轮机用于提供起飞和爬升的主要推力。混合动力系统的环境效益包括提高燃油效率、减少氮氧化物排放和尾迹形成。7F 8
1903 年,人类首次乘飞机飞行,开启了旅行的新纪元。近 120 年后,每年约有 45 亿人乘坐 3900 万次航班出行 [1]。随着航空旅行的兴起,经济增长和全球化也随之而来,商品、人员和服务可以跨越国界,以前所未有的便捷到达全球各个角落。然而,航空旅行的增多也是有代价的。最近的数据显示,全球航空业每年要消耗超过 1000 亿加仑以化石燃料为主的航空燃料,约占所有与交通相关的二氧化碳 (CO 2 ) 排放量的 11% 和人为 CO 2 总排放量的 3% [2, 3]。此外,除了二氧化碳之外,化石燃料的燃烧还会促进高层大气中硫氧化物、氮氧化物、颗粒物和尾迹的形成,这些都被认为会进一步加剧地球的温室效应 [4]。预计到 2050 年,航空燃料需求将增加一倍以上 [5],到 2070 年将增加三倍 [6],因此,需要继续加快努力,实现全球航空业脱碳,以减少不断上升的排放,避免气候变化带来的最坏后果 [7]。
飞机充当高空排放载体,将大量放射性和化学活性物质运送到全球广大地区。这些物质引起的净全球变暖效应占全球气候变化的 3.5%,这是由于人类活动排放造成的 [ 1 ]。虽然二氧化碳 ( CO 2 ) 排放通常被认为是航空引起气候变化的主要因素,但它们只占航空净气候影响的三分之一。其余三分之二的影响归因于反应性非二氧化碳排放,主要是氮氧化物 ( NO x )、水蒸气 ( H 2 O ) 和颗粒物 ( PM )。这些排放物通过化学和微物理过程与周围空气相互作用,导致辐射活性物质的产生和消耗,从而扰乱大气的净能量平衡(例如,NO x 引起的臭氧生成、通过 H 2 O 和 PM 排放产生的凝结尾迹(凝结尾)等)。由于非 CO 2 飞机排放的反应性,气候响应因背景大气的状态(即其化学成分和气象条件)以及排放物释放的时间和年份而异。这意味着航空气候影响在时空上敏感,即在不同时间和/或地点释放的相同排放物可能导致非常不同的大气影响。飞机排放物的扩散发生在很长的距离和时间尺度上,排放物夹带在飞机排气羽流中,在其长达 12 小时的生命周期内扩散数百公里 [ 2 , 3 ]。羽流中存在的排放化学物质浓度升高会导致额外的非线性化学(气相和非均相)和微物理处理,由于固有假设排放瞬时扩散 (ID),这通常不在全球化学模型中得到考虑。
