化石燃料对这些活性的燃烧产生各种温室气体的排放,包括二氧化碳(CO 2),甲烷(CH 4)和一氧化二氮(N 2 O)。这些活性还会产生其他空气污染物,例如一氧化碳(CO),氮(NO X)的氧化物,非甲烷挥发性有机化合物(NMVOC),颗粒物和二氧化硫(SO 2)。尽管这些气体不是直接的温室气体,但有些气体(CO,NO X,NMVOC)确实有助于气候变化。此外,该来源的许多排放研究都集中在这些污染物上,这些污染物是针对减少的(IMO测量,附件1)。作者认为,合并这项重要和相关的研究的附加价值提供了足够的理由,可以将这些气体包括在讨论中。
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。
回顾 ECMWF 自 1975 年成立以来的 37 年,数值天气预报 (NWP) 的科学和实践取得了惊人的进步。1975 年,全球 NWP 模型尚处于起步阶段,天气预报技能最多只能提前三天。ECMWF 成立的一个关键原因是通过创建欧洲集体努力,使全球 NWP 能够更快地发展。无论如何,这段时间是这项事业取得巨大进步的时期,今天我们通常预计天气预报能够提前第二周预测。科学发展、增强的观测覆盖范围和增强的计算能力都发挥了关键作用。未来会怎样?我们可以期待 2030 年的天气预报是什么样的?众所周知,预测科学和技术的未来非常困难,尤其是因为如果以最近的历史为依据,未来 18 年的技术进步基本上是不可想象的。但也许其他当前趋势更容易推断。ECMWF 全球预报模型的隐含水平网格大小(高分辨率模型目前为 16 公里)几十年来一直以相当稳定的指数速度减少。NWP 预报的客观技能指标表明,技能一直在以大约每十年一天的提前时间增加(对于有用的预报)的恒定速度增加。将这两种趋势向前推断可能很危险,但如果我们这样做,那么到 2030 年,技能应该可以延长大约两天,水平网格大小可能在几公里的范围内。另一个自然而然的问题是,未来的全球模型将能够预测什么?有趣的是,自 1992 年以来,ECMWF 不仅预测天气,还预测海浪。当然,近地表风和海浪之间有着密切的联系,但当时和现在,水手对海浪的良好预报的需求也很大。最近,由于将我们的预报扩展到月度和季节时间尺度,ECMWF 预报模型现在包括与大气模型相结合的全球海洋模型。此外,ECMWF 还开发了另外两个领域,在这些领域中,可以使用我们的预报系统和数据预测自然环境的相关方面。从科学、技术以及用户的角度来看,这些都是非常令人兴奋的举措。第一个是 MACC 项目,用于预测大气成分,包括温室气体、气溶胶、火灾和空气质量。第二个是 ECMWF 的第一个第三方活动——欧洲洪水预警系统——正在探索集水区水文的评估和预测。人们可以推测,未来的 NWP 系统可能更接近于数值环境预测系统。这些发展之所以发生,是因为这些领域的科学正在进步,也是因为可以从卫星和其他地方获得这些特性的新观测。当然,所需的科学是多学科的,物理学、化学和生物学都发挥着越来越重要的作用。起源于气象学的数据同化等技术可以并且正在扩展到环境科学的许多其他分支。未来存在许多不确定性,但 ECMWF 可以抓住机遇,推动 NWP 科学发展并提高预报技能,继续成为公认的全球中期预报领域的世界领导者。艾伦·索普
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