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AI和自适应光学器件通过解决大气湍流挑战来推动自由空间量子通信
“在我们的受控实验室实验中，我们模拟了一个湍流的自由空间量子通道，以评估我们的自适应光学系统的有效性。结果令人震惊，”博士学位Lukas Scarfe说。“没有自适应光学，湍流引入了超过安全阈值的错误，使量子密钥分布变得不可能。但是，通过启用了自适应光学功能，我们成功恢复了通道，执行高维QKD并每个光子最多三个位编码，这显着提高了关键的生成率。”
来自ATSR-SLSTR ...
跨越24年的数据记录呈现出全球大气总气溶胶光学深度以及由于精细模式成分而引起的气溶胶光学深度，通常是人为起源。通过一系列双视卫星仪器以大约1公里的分辨率提供了反射率的原始测量值：沿轨道扫描辐射计2（ATSR-2），沿轨道扫描辐射计（AATSR），以及海洋和海洋和地表温度计（SLSTRS）（SLSTRS）。这些处理以10公里的分辨率检索气溶胶性能，然后在每天和每月的时间表上在1°×1°纬度宽度网格上进行整理。检索是根据气溶胶机器人网络和海上气溶胶网络的地面日晒测量值进行评估的，并将其与其他卫星衍生的数据集进行了比较。数据记录对直接限制地球的辐射预算有影响，从而使模型的基准测试和改进以代表气候系统中的气溶胶，空气质量监测并增加了与火灾，尘埃和硫酸盐污染相关的发射趋势的长期记录。发布后，SLSTR数据集将定期扩展。
云，空气中微生物的绿洲 - 元基因组学/ metatranscriptomics分析云和清晰的大气情况 div
细菌细胞和真菌孢子可以在大气中雾化并悬浮几天，暴露于水的限制，氧化和缺乏营养素。使用比较宏基因组学/metatranscriptomics，我们表明云与20种空气中微生物（包括真菌孢子发芽）的20种代谢功能的激活相关。整个现象反映了通过雨水重新吹干土壤中微生物活性的快速恢复，称为“桦木效应”。云滴中的营养资源不足会导致饥荒，使细胞结构可以减轻。云中微生物的代谢活性恢复可能有利于沉积后的表面侵袭，但在云蒸发后也可能有25次妥协进一步的生存。在任何情况下，云都显示为浮动生物活性水生系统。
通过伊朗克尔曼省的空间建模对大气气体调节服务的经济估值
的目的：二氧化碳的吸收在调节气候中起着至关重要的作用。这项研究旨在使用生态系统服务建模在经济评估克尔曼省的碳吸收和氧气供应。材料和方法：使用投资软件评估地面碳存储，考虑到地上生物量，地下生物量，土壤和垃圾/死有机物。还根据碳关系计算了生态系统中的氧气供应。分别使用二氧化碳和替代成本的社会成本确定了碳和氧气供应的经济评估。发现：2021年，克尔曼省估计将碳的含量为6,896,182.89 T.Y -1，并产生18,481,770.36 T.Y -1的氧气-1。该省的碳固换和氧气供应的经济价值为354,325,877和1,686,461,545 $ .y -1，总计$ 2,040,787,422。结论：碳固换和氧气供应的经济估值在空间上证明了植被覆盖在经济中的多种作用，这有助于维持和恢复它。研究生态系统服务的经济评估图具有全面的土地管理和规划应用。此外，它们强调了激励长期碳存储以鼓励可持续实践的重要性。
冬季水文气象极端事件由安大略省南部大气循环调节
摘要。极端事件在世界范围内广泛研究，因为它们对许多社会，尤其是流浪者的主要影响。这些事件通常是根据降水量或温度极端指数研究的，这些指数通常不适合受雪融化造成的流量影响的区域。雪指数上的降雨已被广泛使用，但它忽略了只有雨的事件，这些事件预计将来会更加频繁。在这项研究中，我们确定了一个新的冬季化合物指数，并评估了大湖区这些事件的大气大气循环的过去和未来演变。使用加拿大区域气候模型大型连接（CRCM5-le）的温度和降水预测该指数的未来演变。这些气候数据被用作降水径流建模系统（PRMS）水文模型的输入，以模拟安大略省南部三个流域中高流量的未来演变。我们还使用了北美东北部的五次复发大气循环模式，并确定了它们如何控制新创建的索引和高流量的过去和未来变异性。结果表明，每日降水高于10 mm，温度高于5℃是在这三个流域中产生高流量的必要历史条件。在历史时期，这些大雨和温暖的事件的发生以及高流量与两个主要模式相关，其特征是以Z 500异常为中心，以东部大湖区（HP政权）和大西洋（南大西洋）（南方政权）（南政权）。在不久的将来，这些水文学极端事件仍将与相同的大气模式有关。该指数的未来演变将由气候系统的内部变异性调节，因为东海岸的Z 500较高将扩大事件数量的增加，尤其是温暖的事件。将来，随着积雪减少和雨水成为高流量产生的主要组成部分，极端天气指数和高流量之间的关系将在未来进行修改。这项研究显示了CRCM5-LE数据集在加拿大东部模拟水文极端事件中的价值，并更好地了解与气候内部变异性相关的不确定性。
评估加利福尼亚当前系统的高分辨率大气和海洋模拟
本文是两者中的第一个，它提出了16年的主题解决方案，该解决方案是沿美国西部14海岸的加利福尼亚电流系统（CCS）的耦合物理学和生物地球化学模型，并验证有关平均，季节性，年间和15个季节性的季节性季节性季节性和较低度的物理解决方案。其伴侣论文是Deutsch等。16（2021a）。目的是构建和演示一种建模工具，该工具将用于17种机械解释，归属因果评估以及对18个循环和生物地球化学的未来进化的预测，并特别关注增加的海洋层构型 - 19 tion，脱氧，脱氧和酸性。CCS循环的良好解决的中尺度（DX = 4 km）模拟20是在1995年至2010年的16年后的21个时期的区域海洋建模系统中进行的。海洋解决方案由高分辨率22（DX = 6 km）的区域配置强迫天气和研究预测（WRF）大气23模型。这两个高分辨率的区域海洋和大气模拟都被横向开放的边界条件迫使24，从较大的域，更粗的父母仿真 - 25本身具有来自Mercator和气候预测的边界条件26 System System Reanalyses。我们在模拟的大气27强迫海洋和卫星测量的空间模式的强迫和暂时变化的强迫之间表现出了良好的一致性。然后用卫星和原位测量对模拟的海洋物理29领域进行评估。模拟再现30个气候上升前和跨近岸的等值斜率，31个平均电流模式（包括加利福尼亚潜流）以及季节性，年际，32和亚季节变异性的主要结构。它还显示了中尺度涡流活性与33海洋和大气之间的风能交换之间的一致性。最后，使用高频风强迫35的影响评估了天气风变异性对现实代表海洋36中尺度活动和年龄型惯性电流的重要性。37
使用潜在的Dirichlet分配评估CMIP6模型的大气循环
气候模型旨在尽可能紧密地表示气候组件的统计特性，包括极端的事件，这些事件可能较少可用。这是由于人为强迫而导致的动态变化的基本要求。为了评估模型如何匹配观测值，我们需要能够选择，处理和评估气候组件的相关动力学特征的算法。必须对大型数据集有效地重申这一点，例如耦合模型对比项目6（CMIP6）发行的数据集。在这项工作中，我们使用潜在的Dirichlet分配（LDA），这是一种最初设计用于自然语言处理的统计软聚类方法，从海平面压力数据中提取天气模式，并评估CMIP6气候模型的动力学与ERA的动力学的近距离，无论是在总体情况下以及在极端温度事件的情况下，均与ERA 5 rean分析。
千禧一代大气二氧化碳的变化在过去150，000年中与海洋通风模式有关
冰芯测量结果显示出多种大气中的CO 2变化（减少，减少或保持稳定），呈千禧一代北大西洋寒冷时期，称为Stadials。这些对比趋势的原因仍然难以捉摸。碳富含深海的通风可能会深刻影响大气中的CO 2，但其千禧一代的历史受到限制。在这里，我们提出了过去150，000年的良好高分辨率深度大西洋酸度记录，这显示了迄今为止五种迄今未发现的体型海洋通风模式，对深海碳存储和相关大气CO 2变化产生了不同的后果。我们的数据提供了观察性证据，以表明在大气CO 2显着上升时，强烈且通常广泛的南部海洋通风释放了大量的深海碳。相比之下，其他体积的特征是通过南大西洋和北大西洋的通风弱，促进了呼吸碳的积累，因此减少或逆转了深海碳损失，导致大气中CO 2的升高甚至下降。我们的发现表明，深海碳储存和大气CO 2的千禧年尺度变化是通过两个极性区域的相互作用的多种海洋通风模式调节的，而不是单独的南方海洋，这对于对过去和未来的碳循环调节对气候变化至关重要。
在大气压下阴极指导的表面电离波的均匀传播
使用多层结构实现了空气中正极表面等离子体在空气中的均匀传播，该结构由硅晶片组成，由1 µm厚的介电SiO 2层作为传播表面覆盖。而不是在使用常规散装电介质表面时在相同条件下观察到的分支流媒体，该等离子体表现出具有高度可重复性和稳定性的同质环形结构。血浆是通过在接触介电表面的钨电线上施加纳秒正脉冲来产生的。血浆以高空间分辨率进行单射击操作成像，紫外反射显微镜以及快速加强的电荷耦合耦合器件摄像头。时间和空间分辨的光学发射光谱表明，均匀的环对应于具有高N 2 + *发射区域的电离前端的传播。我们讨论了环形电离波的起源，考虑到Si-Sio 2界面的作用以及外部光源照明的效果。环电离波可能是由于分支抑制作用而导致的，这是由于在血浆发出的光子产生的界面处的光电效应。在大气压力下的环境空气中，稳定均匀的表面电离波的产生可能引起进一步的晚期等离子表面相互作用研究或流动控制应用。
