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IM 11 课程大纲 - 环境科学 2026
1. 按正确顺序说出构成大气层的四个层级（对流层、平流层、中间层和热层）。2. 找出大气层不同层级之间的过渡区域（对流层顶、平流层顶和中间层顶）。3. 结合主要气体及其相对丰度，描述大气层的化学成分。仅限于对流层。4. 描述温度如何随海拔高度变化，从而导致大气层结。5. 画出大气层的温度剖面图。6. 解释电磁波谱是一段以相同速度传播，但频率、波长和能量不同的连续辐射。7. 结合入射辐射和出射辐射之间的平衡，描述地球的能量收支。仅限于定性分析。8. 解释反照率以及不同表面和环境的反照率有何不同。9. 简述全球大气环流模式如何分配太阳辐射。10. 认识哈德利环流、费雷尔环流和极地环流的重要性。 11. 解释自然温室效应。12. 描述自然温室效应如何维持适宜生命生存的温度。
RX J1604中的过渡磁盘的定量极化法。 ...
上下文。原月球磁盘中尘埃的表征对于更好地理解形成行星的组成和这些系统中的尘埃颗粒演化很重要。目标。我们的目的是通过分析VLT/Sphere的Zimpl和Irdis子仪器，通过分析Zimpl和Irdis子仪器获得的多波长度散射光强度和极化图像，以准确表征面对面过渡磁盘中灰尘的性质。方法。我们从ESO档案中使用了RX J1604的档案数据，并仔细纠正了仪器效应的极化信号，还考虑了星际极化。我们测量了r，j和h频段中的方位角极化qφ（r）的磁盘的径向曲线，并由于视力和其他效果而描述了我们数据中数据中的变化。，我们通过将数据与观测值的点扩散函数进行比较，从而得出了磁盘，质量Qφ（r）的固有极性分析。我们还测量了磁盘强度，i磁盘（R），并为J和H带的参考星差成像。这为r，j和h频段提供了磁盘集成的极化强度ˆqφ / i⋆，以及对于j和h频段的平均分数极化，平均分数极化。我们研究了散射光和恒星附近的热尘产生的阴影的方位角依赖性。最终将衍生的结果与模型计算进行了比较，以限制RX J1604中反射粉尘的散射特性。结果。92±0。RX J1604是北斗源，数据显示出不同种类的可变性。然而，对重复调查的详细分析表明，结果不受浸入事件或大气看差异的影响。我们得出了固有极化强度ˆqφ（r） / i⋆的精确径向磁盘轮廓，并由于灰尘不透明度的波长依赖性而测量不同频段的不同轮廓半径。磁盘集成的极化为ˆqφ / i = 0。04％的R频段和1。 51±0。 j频段为11％，表明磁盘的极化反射率的红色。 磁盘的强度是i磁盘 / i = 3。 9±0。 在J频段中为5％，而J带的分数极化为⟨ˆpφ⟩= 38±4％，H频段为42±2％。 与Rx J1604的IR多余的比较产生了大约λI≈0的明显磁盘反照率。 16±0。 08。 我们还发现，在R频段数据中看到的先前描述的阴影可能受到校准误差的影响。 我们使用用于过渡磁盘的尘埃散射模型得出，近似于散射反照率ω≈0的J带值。 5，散射不对称g≈0。 5，并散射极化P最大≈0。 7粉尘。 结论。 RX J1604的明亮磁盘具有非常简单的轴对称结构，因此非常适合作为基准对象，用于精确的光极化测量。 我们得出了磁盘极化的值，⟨ˆpφ⟩和明显的磁盘反照率λi，用于J频段。04％的R频段和1。51±0。j频段为11％，表明磁盘的极化反射率的红色。磁盘的强度是i磁盘 / i = 3。9±0。在J频段中为5％，而J带的分数极化为⟨ˆpφ⟩= 38±4％，H频段为42±2％。与Rx J1604的IR多余的比较产生了大约λI≈0的明显磁盘反照率。16±0。08。我们还发现，在R频段数据中看到的先前描述的阴影可能受到校准误差的影响。我们使用用于过渡磁盘的尘埃散射模型得出，近似于散射反照率ω≈0的J带值。5，散射不对称g≈0。5，并散射极化P最大≈0。7粉尘。结论。RX J1604的明亮磁盘具有非常简单的轴对称结构，因此非常适合作为基准对象，用于精确的光极化测量。我们得出了磁盘极化的值，⟨ˆpφ⟩和明显的磁盘反照率λi，用于J频段。因为⟨ˆpφ⟩和λI主要取决于灰尘散射参数，而仅弱于磁盘几何形状，因此这些参数定义了ω和p max之间以及ω和g之间的灰尘散射参数的紧密关系。偏光反射率的正r到J带颜色（量qφ / i⋆）j≈1。64·（ˆqφ / i⋆）r，主要是由于尘埃参数的波长依赖性的结果，因为预计散射几何形状对于不同颜色的散射几何形状非常相似。这项工作证明了对于确定灰尘散射参数的准确光偏光测量的潜力，该测量强烈限制了灰尘的物理特性。
喜马拉雅山两个高海拔地区季节性积雪的能量和质量平衡动态
雪动力学在喜马拉雅山脉高山流域的水文中起着至关重要的作用。然而，基于现场观测来阐明该地区高海拔积雪的能量和质量平衡的研究却很少。在本研究中，我们使用尼泊尔喜马拉雅山脉两个高海拔地点的气象和雪观测来量化季节性积雪的质量和能量平衡。使用数据驱动的实验装置，我们旨在了解融雪的主要气象驱动因素，说明考虑积雪冷含量动态的重要性，并深入了解融雪水重新冻结在积雪能量和质量平衡中的作用。我们的研究结果显示，融化和重新冻结对反照率的敏感性、融水重新冻结的重要性以及用于克服积雪冷含量的正净能量之间存在复杂的关系。两个地点的净能量主要由净短波辐射驱动，因此对雪反照率测量极为敏感。我们得出结论，根据观察到的积雪温度，21% 的净正能量用于克服夜间积累的冷量。我们还表明，在这两个地点，至少有 32-34% 的融雪水会再次冻结。即使考虑到冷量和冻结，仍然有超过融化积雪所需的过剩能量。我们假设，这种过剩能量可能是由于短波辐射测量的不确定性、由于基底冰层而低估的冻结、由于新雪和地面热通量而导致的冷量增加所致。我们的研究表明，为了准确模拟喜马拉雅流域季节性积雪的质量平衡，简单的温度指数模型是不够的，需要考虑冻结和冷量。
在英国伯明翰的城市热岛建模邻里规模
这项工作使用ADMS与城市气候模型来通过解决热和水分过程的管理方程来计算相对于上风温度曲线的局部温度扰动。该模型具有一系列用于表面参数的输入数据集，例如热入口，对蒸发的表面抗性，反照率（基于土地使用类别[2-3]），表面粗糙度长度，标准化的建筑物量和地形高度（图1）。使用单个核心，这种Linux版本的ADMS与城市气候模型是在伯明翰大学的Bluebear HPC上运行的。典型的每月轮廓模拟的整体经过的时间约为22小时。
地球工程，气候威胁和加拿大北极
新事物不仅可以通过更改太阳能反照率来操纵整个气候系统的能力（因此，阳光的数量）；这些技术受到火山喷发的启发。虽然部署和副作用的准确性仍然存在很大的不确定性，但毫无疑问，这些实践在技术上是使用大多数高级民族国家可用的设备在技术上可行的。这些技术的实验现已在墨西哥，美国，澳大利亚，北极和全球无意间从海洋船上进行，并计划了更多的项目。8然而，在实验室测试之外进行实验可能是必要的，以量化和限定风险和不确定性，包括部署危害可能超过收益的潜力。
在富含氢气的大气中的湿见抑制的3D图片：对K2-18 B
虽然小海王星样行星是最丰富的系外行星之一，但我们对它们大气结构和动态的理解仍然很少。尤其是，关于潮湿对流在这些大气中的工作方式，在这些气氛中，可凝度的物种比不可固定的背景气体重。虽然已经预测，潮湿对流可能会停止以上这些可凝结物种的阈值丰度，但该预测基于简单的线性分析，并依赖于关于大气饱和的一些有力的假设。为了调查这个问题，我们开发了一个3D云分辨模型，用于具有大量可冷凝物种的氢气大气，并将其应用于原型的温带Neptune样星球 - K2-18 b。我们的模型证实了在可凝结蒸气的临界丰度之上抑制湿对流的抑制作用，以及在此类行星大气中稳定分层层的发作，这导致了更热的深层气氛和内部。我们的3D模拟进一步提供了该稳定层中湍流混合的定量估计，这是大气中浓缩物循环的关键驱动力。这使我们能够构建一个非常简单但逼真的1D模型，该模型捕获了Neptune类气氛结构的最显着特征。我们关于氢气中潮湿对流行为的定性发现超出了温带行星，还应适用于铁和硅酸盐在氢压行星深内部的凝聚的区域。我们发现地球需要具有很高的反照率（a>0。5--0。最后，我们使用模型研究了K2-18 b上H 2域大气下的液体海洋的可能性。6）维持液态海洋。但是，由于恒星的光谱类型，提供如此高的反照率所需的气溶胶散射量与最新的观测数据不一致。
在富含氢气的大气中的湿见抑制的3D图片：对K2-18 B
虽然小的海王星样行星是最丰富的系外行星之一，但我们对它们大气结构和动态的理解仍然很少。尤其是，许多未知数仍然存在于潮湿对流在这些大气中的工作方式，在这些气氛中，可凝结物种比不可接触的背景气体重。虽然已经预测，潮湿对流可能会在这些可凝结物种的某些阈值以上关闭，但该预测基于简单的线性分析，并依赖于对大气饱和度的一些强烈假设。为了调查这个问题，我们为具有大量浓缩物种的氢为主大气开发了一个3D云解析模型，并将该模型应用于原型温带海王星样星球 - K2-18 b。我们的模型证实了潮湿的对流的关闭，高于浓缩蒸气的临界丰度，并在此类行星的大气中稳定地分层层的发作，从而导致了更热的深层气氛和内部。我们的3D模拟进一步提供了该稳定层中湍流混合的定量估计，这是大气中浓缩物循环的关键驱动力。这使我们能够构建一个非常简单但现实的1D模型，该模型捕获了Neptune样气氛结构的最显着特征。我们关于氢气中潮湿对流行为的定性发现超出了温带行星，还应适用于铁和硅酸盐在氢压行星深内部的凝聚的区域。我们发现地球需要具有很高的反照率（a>0。5--0。最后，我们使用我们的模型研究了在K2-18 b上h 2主导的大气下的液体海洋的可能性。6）维持液态海洋。但是，由于恒星的光谱类型，提供如此高的反照率所需的气溶胶散射量与最新的观测数据不一致。
CMIP6 Global ...
摘要：已经观察到并记录了融化池对海冰反照率的影响。在一般循环模型中，池塘现在通过间接诊断治疗（“隐式”方案）或预后的熔体池中参数（“显式”方案）来解释池塘。但是，缺乏研究表明这些方案对模拟北极气候的影响。我们将重点放在使用一般循环模型HadGem3（具有详细的显式池塘方案的少数模型之一）上对此进行纠正。我们确定了融化池对海冰和气候的影响，并结合了冰 - 海洋 - 大气相互作用。我们在三个不同的时期内运行一组恒定的强迫模拟，并在第一次使用机械上不同的池塘方案可能导致非常不同的海冰和气候状态，从而显示出不同的池塘方案。在近乎未来的条件下，一个隐式计划永远不会产生无冰的夏季北极，而典范的计划在35％的年内产生了无冰的北极，并将秋天的北极气温提高5 8至8 8 8 C，我们认为，我们发现气候和近距离的冰层均呈现冰的状态：在冰上呈近距离的情况：参数化，而在工业前时期，较厚的海冰对池塘方案的选择不太敏感。这两种常用的海冰反照率参数中的两种都在工业化前的条件下产生相似的恢复，但是在温暖的气候下，北极海冰，海洋和海洋和大气温度非常不同。因此，海冰模型中物理参数化的变化可能会对模拟的海冰，海洋和大气产生很大的影响。