高层大气中的冰云是气候模型中不确定性的主要来源。对对流层上部的冰粒子进行全球观测可以提供有关气溶胶污染对冰粒子大小影响的信息,而冰粒子大小会影响云的降水过程和反照率 [1-3]。亚毫米波辐射测量仪器可以填补大约 50 µm 至 1 mm 之间的云冰粒子大小信息的空白。例如,CloudSat 的 94 GHz 雷达可以观测直径大于 ~600 µm 的粒子,而 MODIS 红外辐射计可以观测小于 ~50 µm 的粒子 [2]。对流层水和云冰 (TWICE) 仪器试图从 6U CubeSat 平台对冰粒子大小和水蒸气剖面进行全球观测,使用 16 个亚毫米波辐射测量通道,范围
关于系部 独立后不久,印度第一任总理贾瓦哈拉尔·尼赫鲁就意识到需要在应用物理、微波电子学和高层大气物理学以及其他应用物理科学领域建立一个先驱机构。在他的倡议下,阿拉哈巴德大学与坎普尔的 JK 信托于 1947 年 11 月 22 日签署协议,在阿拉哈巴德大学理学院 Muir 学院校区内建立应用物理与技术系。JK 慈善信托基金捐助了研究所的整栋建筑,因此它被命名为 JK 应用物理与技术研究所。1976 年,它更名为阿拉哈巴德大学电子与通信系。
光学飞机测量计划的目标是开发和实施一种机载测量系统,该系统能够提供 BMD 目标的大气层外和早期再入红外数据。这些数据将用作开发和评估识别技术的基础。1980 财政年度,BMDATC 发布了一份“光学飞机测量计划管理计划”,记录了计划目标、初步概念和拟议的实施计划。年底,飞机平台和红外传感器的要求正在确定中。来自高层大气(飞机平台天花板上方)的红外辐射也正在测量和建模,以确定其对传感器的影响。这些测量的结果将有助于从目标特征测量中反卷积大气噪声。大约 80% 的计划天空噪声测量已经完成。已经完成了一项评估可用飞机基地设施和确定额外要求的现场调查,并已向军事建设当局提出请求,要求其提供额外的基地要求。
地球上的生命与天气和对流风暴息息相关,从它们提供的淡水到它们产生的极端天气。这些风暴在地球表面和高层大气(对流层)之间输送水和空气,这种特性通常称为对流质量通量 (CMF)。热带对流风暴中的水分输送通过影响风暴强度、降水率、对流层上部的湿润和大规模水分循环,在地球的天气和气候系统中发挥着关键作用,并且由于气候变化而似乎处于流动状态。人们对其中大部分活动仍知之甚少,尤其是对于可能影响大片地区和大量人口的极端天气事件。对对流物质流的系统测量将改善风暴强度的表示,并有助于限制天气和气候模型中的高云反馈,从而有可能挽救全球的生命和财产。
过去几年,各大公司已将数千颗商业卫星发射到低地球轨道,以提供卫星电话和互联网接入等服务,并且它们还计划发射更多卫星。预计这一趋势将加速,到本世纪末,预计将发射数万颗卫星。随着越来越多的企业寻求联邦通信委员会 (FCC) 和其他联邦机构的批准,以发射和运营更多商业卫星,科学家和其他利益相关者对大型卫星群可能带来的环境和其他影响提出了质疑。1 例如,利益相关者对卫星发射或脱轨排放导致的高层大气温度变化以及无线电传输或阳光反射对天文研究的影响表示担忧。他们还对夜空变化对业余天文学和天文摄影以及普通公众的影响表示担忧。其他人则对宽带服务中断表示担忧,因为随着太空物体数量的增加,卫星与碎片或其他卫星相撞的可能性越来越大。
高超音速武器主要有两种类型:高超音速巡航导弹 (HCM) 和高超音速滑翔飞行器 (HGV)。北约科学技术组织等一些机构还将高超音速“后隐形”攻击和侦察机列入其中,预计到 2030 年代问世。HCM 是现有巡航导弹的加速版,飞行高度为 20-30 千米。它们由称为超音速燃烧冲压发动机的吸气式喷气发动机推进。这些“超燃冲压发动机”在燃烧阶段之前将进入的空气压缩在一个短漏斗中,使发动机在高速下极其高效地运转。由于超燃冲压导弹直接从大气中获取必要的氧气,因此体积更小、机动性更强。相比之下,HGV 则是无推进式,依靠火箭助推滑翔技术升入高层大气。在 40-100 公里的高度释放后,它们以高超音速飞行,无需关闭动力即可打击目标。它们能够机动并在不同高度释放,这使得它们的轨迹难以预测和计算。
中华人民共和国 (PRC) 在太空领域的多个方面同时迅速发展。美国太空司令部司令斯蒂芬·怀廷将军在 2024 年初作证时表示:“中华人民共和国在太空领域的发展速度令人惊叹。美国必须迅速提高我们关键的国家太空和导弹防御系统的时效性、质量和数量,以赶上中国的速度并保持我们的优势。” 1 今年 2 月,俄罗斯正在开发核反卫星武器的消息引发了人们的猜测,人们猜测它是裂变反应堆驱动的电子战卫星还是核爆炸装置,尽管俄罗斯做出了条约承诺,但后者似乎更有可能。 2 此类发展也引发了人们对中国太空意图的担忧,包括中国展示了所谓的“部分轨道轰炸系统”和部署可重复使用的太空飞机。中国研究人员自己也研究了高层大气核爆炸对低地球轨道的影响,并根据高度模拟了放射性效应,以实现最佳战略效用。3 4 虽然俄罗斯因其使用或威胁使用新型武器系统而备受关注,但中国在类似新兴技术方面的发展也值得受到同样甚至更多的审查。
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]。
弗吉尼亚理工大学自2007年以来完成了温室气(GHG)库存和评估,作为其气候行动承诺的一部分。温室气体是在高层大气中吸收热量并导致全球变暖的化学物质。主要的温室气体是二氧化碳(CO 2),它是从化石燃料的燃烧中发出的。其他重要的温室气体排放包括甲烷(CH 4)和一氧化二氮(N 2 O)。这些化学量是在温室气体评估中编译的,通常称为碳足迹,这是气候行动承诺的关键组成部分,因为它提供了对布莱克斯堡校园排放和目标的定量分析。它还提供了一种量化各种排放来源的方法,以便可以制定详细的计划以减少未来的排放。没有准确的温室气体评估,温室气体计划和目标可能无法有效减少排放,并且可能缺乏问责制。碳中立性的主张,其中全部包括温室气体排放均减少到零或偏移,需要进行温室气体评估以确认合规性。