早期在线版本:该初步版本已被接受在大气科学杂志上的出版,可以完全引用,并已分配DOI 10.1175/jas-d-24-0182.1。最终的排版复制文章将在发布时在上述DOI上替换EOR。
1. 简介 微波雷达测量云层和降水的一大优势是能够根据雷达反射率因子 Z 检索定量内容数据。这可以通过设计基于 Z 与各种微物理参数(例如冰水含量 IWC 或降雨率)之间的经验关系的算法,或基于将 Z 与其他测量值相结合的多种传感器方法来实现。然而,由于大气中微物理条件的多样性,算法只需要应用于那些被认为有效的条件。换句话说,首先需要确定目标,然后选择合适的算法。算法选择过程取决于云相以及水文气象密度、形状和大小分布等基本因素。例如,虽然卷云、高层云和积雨云的上部都是以冰相云为主的云,但不可能应用单一算法来检索这些目标中的 IWC:卷云通常只包含单个冰晶,高层云在较高温度下可能包含低密度冰晶聚合体,而积雨云可能结合了冰晶、雪花、结霜颗粒、霰甚至冰雹。不同类型的云通常受不同的云动力学过程控制,具有不同的微物理特性,从而导致不同的云辐射强迫 (H
解决方案:频率范围从 10 GHz 到 200 GHz 以上的多频(多普勒)雷达的组合可以表征从重降水颗粒到小尺寸冰晶的特征。加入 G 波段(1.5 毫米)对三个领域非常有益:边界层云、卷云和中层冰云以及降雪。
一个典型的例子是联合利华开发的冰结构蛋白,这项技术在 21 世纪中期彻底改变了冰淇淋的生产方式。这些蛋白质可以与冰晶结合,保护生物体免受冰冻条件下的伤害,因此也被称为抗冻蛋白 [6] 。它们在冻融循环中会改变冰晶的生长、形态和稳定性 [7] 。这使得生产出的冰淇淋含有更少的脂肪、糖和卡路里,同时包含更多的水果 [8] ,并从根本上减少了冰棍在炎热气候下的融化时间。冰结构蛋白的商业化利用只有通过精准发酵才有可能,因为它们在植物中的含量极少。这项发明的成功归功于透明的沟通,解决了人们对安全的担忧,以及使用转基因酵母生产蛋白质,吸引了注重健康的顾客。
一个典型的例子是联合利华开发冰结构蛋白,该蛋白质在2000年代中期彻底改变了冰淇淋生产。这些蛋白质与冰晶结合并保护生物在冰冻条件下免受损伤,因此也称为抗冻蛋白[6]。进行冰冻循环时会改变冰晶生长,形态和稳定性[7]。这可以使冰淇淋含量更少,糖和卡路里的冰淇淋,同时包括更多的水果[8],从而从炎热的气候中降低了冰棒的融化时间。冰结构蛋白的商业利用仅通过精确发酵才成为可能,因为它们仅存在于植物中的微小量。本发明的成功归因于透明的沟通涉及对安全性的担忧以及对蛋白质生产的转基因酵母的使用,从而吸引了健康意识的客户。
集群级别。13,14此外,还报道了对影响ssDNA-AUNP聚集的重要因素(例如温度,探针长度和粒径)的研究。15 - 17然而,尚不清楚目标ssDNA的检测灵敏度上,固定化ssDNA的密度的影响仍不清楚。在这项研究中,我们开发了一种轻松的方法来控制固定在AUNP表面上的ssDNA量,并研究了固定化ssDNA的表面密度对目标ssDNA检测敏感性的影响。在这项研究中,我们采用了一种冻结方法,通过硫醇-AU键将硫醇化的ssDNA固定在AuNP表面上。在冷冻后,主要由纯净水组成的小冰晶体,非水物种(例如Aunps,DNA和盐)集中在冰晶之间的间隙中,从而使AuNP表面上的硫醇化ssDNA快速固定。18,19注意到,由于冻结过程没有冻结过程对AUNP的大小观察到效果,因为冻结方法制造的ssDNA-unps的大小,而通过盐衰老方法是相同的。18先前已经证明,乙二醇(例如)可以通过冻结来防止银纳米颗粒聚集。20,21,例如,降低了水的蒸气和溶液的冰点,从而抑制了冰晶的形成。因此,我们假设可以使用EG来控制固定在Aunps上的ssDNA量。在这项研究中,我们第一次证明了固定在AuNP上的ssDNA量可以通过冻结方法轻松地使用EG来控制,例如,通过冻结方法来控制DNA密度在靶标SSDNA检测中的效果。
EarthCARE 的数据将改善天气预报和气候预测。它将使人们更好地了解云和气溶胶在将入射太阳辐射反射回太空和捕获地球表面发射的红外辐射方面所起的作用。它将通过测量云滴、冰晶以及天然和人造气溶胶的垂直分布来实现这一目标。除了直接影响地球的能量平衡外,气溶胶还影响云的生命周期。气溶胶和云之间的相互作用是我们对气候系统理解中最显著的差距之一。因此,对它们进行测量将更准确地观察地球的能量预算。EarthCARE 将运行在与太阳同步的 393 公里极地轨道上,在午后穿越赤道以优化日照条件。
航空的气候影响是由直接飞机排放产生的,以及由于这些排放而产生的大气影响。二氧化碳(CO 2)和水蒸气(H 2 O)是喷气燃料燃烧的天然副产物,具有直接的变暖作用。其他排放(如烟灰颗粒或氮氧化物(无X))通过引起地球大气中的过程而具有间接效果,包括通过烟灰颗粒吸收辐射的直接变暖,以及冰晶和臭氧的形成。CO 2以外的排放效应及其由此产生的气候影响通常被称为航空的非CO 2效应。据信,这些非CO 2效应的气候变化的最大贡献可能是在对流层上部创造持续的围栏,其次是无X及其间接的大气效应。
飞机尾迹是飞机在温度约为 −40°C 及以下时在对流层上部排放的产物,是人类对地球气候最明显的影响之一。最初,飞机尾迹的微物理特性与自然卷云不同,但随着时间的推移,飞机尾迹会失去形状并扩散,变得与自然卷云几乎无法区分,不仅在视觉上,而且在微物理特性上也是如此。飞机尾迹是消失还是发展成飞机尾卷云取决于环境相对湿度相对于冰。飞机尾迹将在充满冰的大气中持续存在。在过饱和状态下,冰晶会形成并提取过量的环境水蒸气。但是,线状飞机尾迹向卷云的转变尚不十分清楚,气候模型也没有很好地描述它。凝结尾迹的形成可以用施密特-阿普尔曼准则 (SAC) 1 来描述,这是一个简单的方程,它与大气温度和气压、燃料能量含量、排出的水蒸气量以及飞机的整体推进效率有关。SAC 预测可见凝结尾迹形成条件的可靠性已得到证实。