این تحقیق روشن می کند که تضمین رفاه پایدار سیاره ما مستلزم تعهد جدی تری نسبت به فناوری های جدید حذف دی اکسید کربن و افزایش سریعتر تولید آنها است.

فن‌آوری‌های حذف دی‌اکسید کربن (CDR) که می‌توانند ابزارهای حیاتی برای مبارزه با تغییرات آب‌وهوایی باشند، همسو با سایر فناوری‌های قرن گذشته توسعه یافته‌اند. با این حال، طبق مطالعات جدید به رهبری گریگوری نمت، استاد دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، این فناوری‌ها باید سریع‌تر توسعه یابند تا به اهداف سیاستی با هدف محدود کردن گرمایش جهانی دست یابند.

در حالی که سیاست گذاران، محققان و فعالان آب و هوا از سراسر جهان برای دیدار برای کنفرانس تغییرات آب و هوایی سازمان ملل که در 30 نوامبر 2023 آغاز می شود، آماده می شوند، یک سوال باقی مانده این است که آیا فناوری های آب و هوایی به اندازه کافی سریع در حال توسعه و گسترش هستند تا خواسته های توافقنامه پاریس را برآورده کنند.

تحقیقات جدید به رهبری نمت، که استاد دانشکده روابط عمومی لا فولت است، نشان می‌دهد که روش‌های جدید CDR باید با سرعت بسیار بیشتری مقیاس شوند تا به هدف دمایی توافق پاریس برای محدود کردن گرمایش به ۲ یا ۵/۱ درجه سانتی‌گراد برسند.

این هدف مستلزم حذف صدها گیگاتن دی اکسید کربن از اتمسفر در طول قرن است که مقیاس گذاری فناوری های جدید CDR را از اهمیت ویژه ای برخوردار می کند.

CDR شامل گرفتن CO2 از جو و ذخیره آن به روش های مختلف است.

نمونه هایی از CDR معمولی شامل احیای جنگل، احیای تالاب و بهبود مدیریت جنگل است.

تمام روش های دیگر CDR فقط در مقیاس کوچک به کار گرفته شده اند و در مجموع به عنوان CDR جدید شناخته می شوند.

به عنوان مثال می توان به انرژی زیستی با جذب و جداسازی کربن، جذب و ذخیره مستقیم کربن هوا و بیوچار اشاره کرد.

این روش‌های جدید ممکن است بتوانند ذخیره‌سازی کربن بادوام‌تری نسبت به روش‌های معمولی که بر درختان و خاک‌ها متکی هستند، ارائه دهند.

نمت و تیم تحقیقاتی خود در یکی از مقالات اخیر خود که در 30 اکتبر 2023 در Communications, Earth & Environment منتشر شد، مجموعه داده های پذیرش تاریخی فناوری (HATCH) را معرفی کردند – پروژه ای نوآورانه که انواع کشاورزی، صنعتی و کشاورزی را ردیابی و تجزیه و تحلیل می کند. فن‌آوری‌های مصرف‌کننده که در قرن گذشته به کار گرفته شده‌اند و می‌توانند بینشی در مورد مقیاس فناوری‌های جدید مانند حذف کربن ارائه دهند.

این مطالعه ظهور و رشد 148 فناوری را در 11 دسته مورد تجزیه و تحلیل قرار داد که به اوایل قرن بیستم ^{بازمی‌گردد} .

سپس این داده ها را با سناریوهای مدل CDR که توسط هیئت بین دولتی تغییرات آب و هوا (IPCC) ایجاد شده بود، اعلامیه های شرکت در مورد طرح های افزایش مقیاس CDR و اهداف CDR در اعلامیه های سیاست ارجاع داد.

در حالی که این مقاله شواهدی پیدا کرد که نشان می‌داد مقیاس مورد نیاز فناوری‌های حذف کربن با محدوده تاریخی تلاش‌های قبلی مطابقت دارد، اعلامیه‌های شرکت و اهداف دولتی حاکی از آن است که رشد بسیار سریع‌تری نسبت به سناریوهای مدل‌سازی شده با سابقه تاریخی و IPCC CDR وجود خواهد داشت.

نمت می‌گوید: «نرخ‌های افزایش مقیاس مورد نیاز برای حذف کربن برای رسیدن به اهداف 2 و 1.5 درجه سانتی‌گراد در محدوده تجربه تاریخی است، حتی اگر در حد بالایی باشد».

ما می‌توانیم از این تجربه یاد بگیریم که حذف کربن را در مقیاس مرتبط با آب و هوا در سه دهه آینده تسهیل کنیم.»

در مقاله دیگری که در 15 نوامبر 2023 در Joule منتشر شد ، نمت و تیم تحقیقاتی او دریافتند که در حال حاضر سالانه 2 گیگاتن دی اکسید کربن حذف می شود.

تقریباً تمام این حذف با کاشت درختان بیشتر و تنها 0.1٪ از CDR جدید انجام می شود.

همه اینها علیرغم سناریوهای مدل سازی است که نشان می دهد ما باید در طول قرن صدها گیگاتن دی اکسید کربن را از جو حذف کنیم تا به توافق نامه پاریس برسیم و از رفاه پایدار سیاره خود اطمینان حاصل کنیم.

این مطالعه نشان می‌دهد که تقریباً تمام سناریوهایی که گرمایش را به 1.5 یا 2 درجه سانتیگراد محدود می‌کنند به CDR جدید نیاز دارند.

به طور متوسط، سناریوها CDR جدید را تا اواسط قرن 1300 افزایش می دهند.

با نگاهی به دوره زمانی بین زمانی که یک فناوری به بازار معرفی می‌شود و زمانی که افزایش سریع تولید آن رخ می‌دهد – به نام فاز شکل‌گیری – این مقاله نشان می‌دهد که این بخش از فرآیند جذب و ذخیره‌سازی کربن مستقیم هوا و دیگر روش‌های جدید CDR باید برای برآوردن نیازهای یک سیاره در حال گرم شدن شتاب بگیرند.

سرعت بخشیدن به نوآوری که در این مرحله رخ می دهد تا حجم بالاتری از تولید زودتر آغاز شود، می تواند به بهبود پذیرش فناوری کمک کند.

یان مینکس، رئیس مؤسسه تحقیقاتی مرکاتور در مورد عوام جهانی و تغییرات آب و هوا، می‌گوید: «برای مرتبط شدن با آب و هوا، مراحل شکل‌گیری سیستم‌های فیلتر هوا و سایر روش‌های جدید حذف کربن باید حداقل به اندازه سریع‌ترین آنالوگ‌های تاریخی فعال باشند. گروه کاری علم پایداری کاربردی و یکی از نویسندگان هر دو مطالعه.

این امر مستلزم تعهدات جدی‌تری نسبت به فناوری‌های حذف جدید نسبت به آنچه که در حال حاضر وجود دارد، دارد. سطوح مورد نیاز تنها در صورتی امکان‌پذیر خواهد بود که در 15 سال آینده شاهد توسعه اساسی مرحله شکل‌گیری CDR جدید باشیم.»

نتایج این مطالعات همچنین در گزارش آینده گپ انتشارات سازمان ملل در سال 2023، که شامل فصلی در مورد حذف کربن با مشارکت Minx و Nemet است، گنجانده خواهد شد.

خلاصه

هدف این مقاله ارائه چارچوبی عملی برای هدایت دولت‌ها در تسریع و افزایش سرمایه‌گذاری عمومی و خصوصی در کربن آبی به عنوان بخشی از توسعه اقتصاد آبی است. این کار را با توصیف جزئیات چارچوب آمادگی کربن آبی، راهنمای گام به گام، به خوبی نشان داده شده با چک لیست های ساده انجام می دهد. کشورهای مشتری می توانند از تصاویر و چک لیست ها برای تعیین آمادگی خود برای تسریع و افزایش سرمایه گذاری در تامین مالی اعتبارات کربن آبی استفاده کنند. چارچوب آمادگی کربن آبی از سه ستون تشکیل شده است: 1. داده ها و تجزیه و تحلیل. 2. سیاست ها و نهادها. 3. امور مالی.

سیگنال‌های سیستم‌های ماهواره‌ای ناوبری جهانی (GNSS) که در ابتدا برای کاربردهای ناوبری و زمان‌بندی توسعه یافته بودند، اکنون معمولاً برای کاربردهای سنجش از دور ژئوفیزیکی، از جمله مشاهده سطح و جو زمین با استفاده از ایستگاه‌های زمینی نزدیک سطح دریا و همچنین سکوهای بالای کوه، هوابرد و فضابرد استفاده می‌شوند. . بازتاب سنجی GNSS (به اختصار GNSS-R)، که تکنیک استفاده از سیگنال های بازتابی برای اندازه گیری ویژگی های سطح زمین است، یک حوزه تحقیقاتی و کاربردی در حال رشد برای سنجش از دور GNSS بوده است.

 نکته قابل توجه، ماموریت ماهواره‌ای Cyclone Global Navigation Satellite System (CYGNSS) نقشه‌های تاخیری داپلر (DDM) را تولید می‌کند که برای نظارت بر سرعت باد سطح اقیانوس در طول طوفان‌ها استفاده می‌شود. در همین حال، GNSS-R زمینی و هوابرد برای نظارت بر رطوبت خاک، عمق برف و رشد پوشش گیاهی استفاده شده است.

 یکی از حوزه‌های مورد علاقه، بازتاب‌سنجی دقیق با استفاده از اندازه‌گیری‌های فاز حامل سیگنال است. اولین تلاش برای انجام ارتفاع‌سنجی دقیق (فاز) بر روی یخ دریا با استفاده از اندازه‌گیری‌های بازتاب سنجی GPS از TechDemoSat-1 در مدار پایین زمین توسط محققان در سال 2017 گزارش شد. متعاقبا، محققان استفاده از بازتاب‌های جمع‌آوری‌شده توسط یک ماهواره Spire را برای انجام ارتفاع‌سنجی بر روی زمین نشان دادند.

خلیج هادسون و دریای جاوا و نحوه استفاده از بازتاب یخ در نواحی قطبی برای اندازه‌گیری محتوای کل الکترون یونوسفر روی کلاهک‌های قطبی. در حالی که این تظاهرات GNSS-R برای بازتاب سنجی مبتنی بر فاز حامل دقیق امیدوارکننده است، کار بیشتری باید انجام شود تا مشخص شود که ارتفاع سنجی مبتنی بر حامل چه زمانی امکان پذیر است و با چه چالش هایی مواجه است.

برای مطالعه چالش‌های مرتبط با پردازش سیگنال‌های اختفای رادیویی منعکس‌شده و با زاویه ارتفاع پایین، آزمایشگاه ناوبری و حسگر ماهواره‌ای بولدر دانشگاه کلرادو (CU) یک سایت جمع‌آوری داده‌های GNSS را در بالای کوه هالیکالا در جزیره مستقر کرده است. مائوئی ، هاوایی کمپین‌های مجموعه اخیر با هدف استفاده از این سایت به عنوان یک بستر آزمایشی برای الگوریتم‌های GNSS-R که از اندازه‌گیری‌های چند فرکانس و چند قطبی استفاده می‌کنند. 

پیش از این، ما پردازش نقشه تاخیری را برای قطبش های دایره ای چپ (LHC) و دایره ای راست (RHC) برای سیگنال های GPS L1 و L2 انجام دادیم. این نتایج روش شناسی پردازش حلقه باز را تأیید می کند و یک ارزیابی اولیه از کیفیت داده ها را ارائه می دهد. مشاهده کردیم که سیگنال‌های منعکس‌شده دریافتی، محو شدن عمیق و سریع دامنه را نشان می‌دهند. در کار گزارش‌شده در این مقاله، ارزیابی خود را به سیگنال‌های GPS با فرکانس سه‌گانه (L1CA، L2C، L5Q) گسترش می‌دهیم و روش‌شناسی خود را برای استخراج فاز حامل سیگنال مستند می‌کنیم. 

نتایج اولیه ما نشان می‌دهد که استخراج فاز سیگنال منسجم چالش برانگیز است و ممکن است برای این تنظیم آزمایشی خاص امکان‌پذیر نباشد. ما در مورد روش‌هایی بحث می‌کنیم که در آن آزمایش ممکن است برای به دست آوردن بازتاب‌های سطح اقیانوس منسجم در آینده بهبود یابد.

پیشینه آزمایش

شکل کنونی آزمایش CU SeNSe Lab Mount Haleakalā GNSS در ژوئن 2020 به کار گرفته شد. این آزمایش از یک آنتن شیپوری با قطبش دو طرفه تشکیل شده است که در پانل سمت چپ شکل 1 به همراه یک آنتن مرجع رو به اوج نشان داده شده است . . سیگنال‌های باند پهن افقی و عمودی پلاریزه شده از آنتن شاخ به سخت‌افزار جلویی وارد می‌شوند و با استفاده از ترکیب‌کننده‌های فاز 90 درجه ترکیب می‌شوند تا سیگنال‌های پلاریزه LHC و RHC را تشکیل دهند که سپس توسط مجموعه‌ای از تجهیزات جانبی رادیویی نرم‌افزار جهانی Ettus ضبط می‌شوند. (USRPs). در همین حال، سیگنال آنتن مرجع به گیرنده Sepentrio PolaRxS ارسال می شود . 

پانل سمت راست در شکل 1 تنظیمات سیستم را نشان می دهد. توجه داشته باشید که نوسان ساز کریستالی کنترل شده توسط اجاق Sepentrio برای هدایت USRP ها استفاده می شود. این به ما اجازه می دهد تا از خروجی های Sepentrio برای تخمین تغییرات ساعت گیرنده استفاده کنیم و از آنها در جزء ساعت گیرنده مدل های حلقه باز خود استفاده کنیم که در زیر به آن می پردازیم.

هر USRP می‌تواند تا چهار سیگنال را در دو فرکانس مخلوط کردن مختلف ضبط کند که امکان ضبط سیگنال‌های پلاریزه RHC و LHC را در حداکثر چهار باند مختلف فراهم می‌کند. اولین USRP باندهای L1 و L2 را با فرکانس مرکزی به ترتیب در 1575.42 و 1227.6 مگاهرتز در پهنای باند 5 مگاهرتز ضبط می کند. USRP دوم باندهای L5 و E6/B3 را در فرکانس‌های مرکزی 1176.45 و 1271.25 مگاهرتز و در پهنای باند 20 مگاهرتز ضبط می‌کند.

 جدول 1 شناسه های هر کانال دریافتی را به همراه باند مربوطه، قطبش و نرخ نمونه برداری فهرست می کند. توجه داشته باشید که سیگنال‌های ضبط‌شده که باند E6 را پوشش می‌دهند، سیگنال‌های BeiDou B3 را نیز دریافت می‌کنند، اما ما در این مقاله تحلیل خود را به سیگنال‌های GPS L1، L2 و L5 محدود می‌کنیم. نمونه های این USRP ها به همراه خروجی Sepentrio Binary Format (SBF) گیرنده PolaRxS روی دیسک نوشته می شوند.

از ژوئن 2021، مجموعه‌های دوره‌ای به مدت حدوداً یک ساعت در یک زمان گرفته شد، که تقریباً مدت زمانی است که برای عبور یک ماهواره GPS از زاویه ارتفاع 0 درجه به یکی از بیش از 20 درجه طول می‌کشد. زمان‌های جمع‌آوری برای هدف قرار دادن گذرگاه‌های ماهواره‌ای تنظیم شد که نقطه انعکاس آن‌ها از محدوده آزیموتال آنتن شاخ، که تقریباً رو به جنوب است و دارای عرض پرتو حدود 60 درجه است، عبور می‌کند.

 شکل 2 مجموعه داده های موجود را از ماه اول مجموعه ها خلاصه می کند. سمت راست ترین پانل های شکل 3 نمونه هایی از مسیر کاوشگر GPS PRN 6 را نشان می دهد که در 13 ژوئن 2022 در افق در حدود ساعت 12:00-13:00 UT قرار می گیرد. این مسیری است که ما در این کار روی آن تمرکز می‌کنیم، زیرا PRN 6 سیگنال‌های L1CA، L2C و L5 را منتقل می‌کند و به طور مداوم یک نقطه خاص در منطقه مورد علاقه ما دارد.

روش

روش پردازش ما برای ردیابی حلقه باز سیگنال‌های GNSS منعکس‌شده بر اساس کار قبلی ما است که در آن ما DDM و نقشه‌های تاخیر اندازه‌گیری نسبت سیگنال به نویز (SNR) برای فرکانس‌های سیگنال چندگانه و قطبش‌های دریافتی تولید کردیم.

مدل شبه رنگ. ما با تولید مدلی از شبه برای سیگنال مستقیم و منعکس شده شروع می کنیم. مدل فقط باید تا سطح تراشه دقیق باشد، زیرا ما بین چندین تراشه تاخیر برای سیگنال های دریافتی همبستگی داریم. تنظیم یک نیاز دلخواه دقت 0.5 تراشه (معادل تاخیر در حدود 150 متر برای L1CA/L2C یا 15 متر برای سیگنال های L5)، به ما اجازه می دهد تا تاخیرهای مسیر از یونوسفر و تروپوسفر را نادیده بگیریم، که فقط باید چندین مورد را به حساب آورد.

متر تاخیر مدل دارای سه عبارت است که ما نسبت به زمان سیستم GPS (GPST) تخمین می زنیم: خطای ساعت گیرنده، خطای ساعت فرستنده ماهواره و محدوده هندسی.

 ما از موقعیت بررسی شده آنتن بوق همراه با محصولات مدار و ساعت دقیق سرویس بین المللی GNSS برای خطای ساعت و موقعیت فرستنده استفاده می کنیم. اینها به ما اجازه می دهند تا خطای ساعت فرستنده و تاخیر مسیر را برای سیگنال مستقیم محاسبه کنیم. تأخیر مسیر سیگنال منعکس شده را می توان با محاسبه نقطه انعکاس چشمی در بیضی WGS84 و افزودن فواصل فرستنده به نقطه چشمی و نقطه چشمی به گیرنده پیدا کرد.

 مدت باقی مانده برای تخمین خطای ساعت گیرنده است. به یاد بیاورید که USRP های ما توسط نوسانگر داخلی Sepentrio هدایت می شوند. بنابراین، خطای ساعت در اندازه‌گیری‌های Sepentrio با تغییرات در نوسانگر مرجع برای USRPs همراه است. 

ما از یک تکنیک کاهش روند ژئودتیکی برای تخمین این تغییرات ساعت و اعمال آنها در مدل شبه رنگ خود استفاده می کنیم. برای ساختن خطای ساعت کامل گیرنده، با ردیابی یک دقیقه از یک ماهواره قوی با زاویه ارتفاع متوسط ​​و رمزگشایی اطلاعات زمان‌بندی آن، تراز زمانی نمونه‌ها را در نزدیکی ابتدای مجموعه‌ها به GPST تخمین می‌زنیم. این یک تخمین از GPST را در ابتدای فایل به ما می دهد، که می توانیم از آن برای ایجاد یک تخمین کامل از GPST در هر نمونه موجود در فایل استفاده کنیم. همچنین، با توجه به مدل شبه ما، می‌توانیم فاز کد دریافتی و فرکانس داپلر را پیدا کنیم.

همبستگی سیگنال با استفاده از فاز کد ایجاد شده و مدل‌های داپلر، همبستگی‌هایی را برای سیگنال‌های بازتابی و مستقیم ایجاد می‌کنیم. ما یک سیگنال مرجع را در هر بازه 1 میلی‌ثانیه‌ای به هم مرتبط می‌کنیم، و برای اهداف بررسی سلامت عقل، همبستگی‌های بیش از 3 تراشه را در فاصله 0.5 تراشه محاسبه می‌کنیم.

 این منجر به خروجی های همبستگی درون فازی و مربعی (I/Q) در هر 1 میلی ثانیه می شود. پانل های سمت چپ در شکل 3 نمونه هایی از سیگنال های منعکس شده پردازش شده برای سیگنال های قطبش RHC و LHC L1CA، L2C و L5Q از PRN 6 در 13 ژوئن 2021، ساعت 12:00-13:00 UT را نشان می دهند.

 توجه داشته باشید که با تنظیم ماهواره، در حدود 4 درجه زاویه ارتفاع، سیگنال های منعکس شده با سیگنال مستقیم قوی تر در سیگنال های L1 و L2 ادغام می شوند. این اتفاق بعداً در L5 به دلیل پهنای باند بالاتر آن رخ می دهد. ما از تراشه 0.0 برای به دست آوردن خروجی های I/Q برای پردازش فاز حامل برای L1 و L2 استفاده می کنیم. برای L5، ما از تراشه 0.0، -0.5، یا -1.0 استفاده می کنیم تا عدم تطابق مدل را در انتهای فایل محاسبه کنیم.

محو شدن سیگنال و مدل اقیانوسی WW3. هدف نهایی آزمایش بازتاب سنجی Haleakalā مقایسه ویژگی های سیگنال های بازتابی پردازش شده با پارامترهای سطح اقیانوس در نزدیکی نقطه چشمی و منطقه درخشان است. برای این منظور، ما داده‌هایی را از مدل WaveWatcher 3 (WW3) منطقه‌ای هاوایی ترکیب کرده‌ایم. این مدل اطلاعاتی در مورد ارتفاع موج، جهت و دوره به دلیل باد و تورم خروجی می دهد و وضوحی در حدود 5 کیلومتر دارد. داده های این مدل در قالب NetCDF از چندین سرویس وب در دسترس است. 

پانل سمت راست شکل 3 خطوط ارتفاع موج قابل توجه باد و موج را در منطقه هالیکالا جنوبی نشان می دهد. در همین حال، توجه داشته باشید که سیگنال های بازتاب شده (پانل های سمت چپ) تغییرپذیری بالایی در توان دریافتی در طول مدت زمان مجموعه نشان می دهند. در حالی که امیدوار بودیم بتوانیم فوراً همبستگی بین این پارامترهای موج و نوسانات توان را مشاهده کنیم، واضح است که برای از بین بردن چنین سیگنالی به پردازش بیشتری نیاز داریم، و تغییر هندسه ماهواره احتمالاً مشاهده و تأیید آن را دشوار خواهد کرد. 

با این حال، نتایج ما در پایان این مقاله نشان خواهد داد که احتمالاً بین پارامترهای محو شدن و باد همبستگی وجود دارد، اگرچه تا چه حد ناشناخته است. در نهایت، توجه داشته باشید که قطبش های LHC (RX6، RX8، RX2) سیگنال های بازتابی بسیار قوی تری نسبت به قطبش های RHC نشان می دهند. از آنجایی که ما علاقه مند به پردازش فاز برای سیگنال های بازتابی هستیم، ما به طور انحصاری در مورد استفاده از سیگنال های پلاریزاسیون LHC در ادامه این مقاله گزارش می دهیم.

پردازش فاز حامل. پس از انجام همبستگی‌ها، همبستگی‌های I/Q را برای سیگنال‌های مستقیم و منعکس‌شده می‌گیریم و آنها را پردازش می‌کنیم تا فاز سیگنال بازتاب‌شده پاک‌شده را بازیابی کنیم. اولین سری از مراحل در این فرآیند شامل پردازش سیگنال مستقیم برای تعیین تراز نماد ناوبری / پوشش و تخمین هرگونه نوسانات فاز باقیمانده است که بیشتر به دلیل نوسانات ساعت گیرنده مدل نشده است. شکل 4 این فرآیند را برای سیگنال L1CA نشان می دهد. همبستگی های خام I/Q در پانل بالایی نشان داده شده است.

 برای این موارد، ما یک حلقه قفل فاز Costas (PLL) برای ردیابی نوسانات فاز باقیمانده بدون حساس بودن به انتقال نمادهای ناوبری / پوشش اعمال می کنیم. در مرحله بعد، این نوسانات فاز باقیمانده را حذف می کنیم تا مقادیر I/Q کاهش یافته را بدست آوریم.

همانطور که در پانل دوم نشان داده شده است، این مولفه های مربعی مقادیر I/Q کاهش یافته در مرکز صفر هستند در حالی که مولفه درون فاز اکنون بیت های داده / نمادهای همپوشانی را نشان می دهد. ما از مقادیر I/Q کاهش یافته برای تخمین توالی بیت های ناوبری در سیگنال های L1CA و L2C استفاده می کنیم.

 به همین ترتیب، تراز توالی همپوشانی نویمان-هافمن را برای سیگنال L5 تخمین می زنیم. در نهایت، بیت‌های داده تخمینی یا توالی همپوشانی را برای تأیید رویه پاک می‌کنیم. نتایج پاک کردن بیت های ناوبری تخمین زده شده برای سیگنال L1CA در پانل سوم شکل 4 نشان داده شده است.

پس از به دست آوردن نوسانات فاز باقیمانده و نمادهای ناوبری / همپوشانی برای سیگنال مستقیم، در مرحله بعدی آنها را برای تمیز کردن سیگنال منعکس شده اعمال می کنیم. به طور خاص، ما نوسانات فاز باقیمانده را از مقادیر I/Q سیگنال منعکس شده خام حذف می‌کنیم و سپس بیت‌های ناوبری یا کد پوشش مربوطه را پاک می‌کنیم. 

شکل 5 نمونه ای از داده های I/Q منعکس شده را قبل و بعد از این روش نشان می دهد. بیت های ناوبری به وضوح حذف می شوند، اما سیگنال بازتاب شده همچنان نوسانات نسبتاً قابل توجهی را در مقادیر I/Q پاک شده نشان می دهد. از این مقادیر است که امیدواریم فاز سیگنال منعکس شده باقیمانده را استخراج کنیم.

در شرایط منسجم، فاز داده‌های I/Q منعکس‌شده تمیز باید فقط شامل اثرات مدل‌نشده، از جمله هرگونه نشانه تغییر ارتفاع سطح اقیانوس باشد. با این حال، اثر چند مسیری به دلیل سطح ناهموار اقیانوس باعث نوساناتی در دامنه و فاز سیگنال دریافتی می‌شود و همچنین می‌تواند باعث لغزش چرخه در هنگام باز کردن فاز شود.

 برای فیلتر کردن این لغزش‌های چرخه، ما روش همزمان لغزش سیکل و فیلتر نویز (SCANF) خود را اعمال می‌کنیم، که در اصل فقط یک PLL فیلتر کالمن با یک مرحله اضافی است که سعی در تخمین و حذف لغزش‌های چرخه دارد. 

شکل‌های بخش بعدی نتایج اعمال کل این رویه را برای سیگنال‌های منعکس شده نشان می‌دهد. خطوط سیاه و آبی فاز قبل و بعد از اعمال SCANF را نشان می دهد. سیگنال منعکس شده I/Q SNR نیز برای مرجع گنجانده شده است. توجه داشته باشید که چگونه پرش ها در خط سیاه با SNR محو می شوند و خط آبی به طور موثر روند فاز خط سیاه را بدون این پرش ها بازسازی می کند. این شواهد کیفی خوبی است که نشان می دهد الگوریتم SCANF موثر بوده است.

نتایج

شکل های 6، 7، 8، 9، 10، و 11 سیگنال منعکس شده SNR و فاز برای GPS PRN 6 را در 6 روز مختلف نشان می دهد. توجه داشته باشید که این روزها مطابق با روزهای مشخص شده در شکل 2 است که از آنجا مشاهده می کنیم که ارتفاع موج قابل توجه باد در روزهای 1، 5 و 6 نسبتا زیاد، در روزهای 2 و 3 معتدل و در روز 4 نسبتا کم است. ما متوجه شدیم که نوسانات SNR در روزهای 1، 5، و 6 نسبتاً بیشتر از روزهای دیگر است، که معتقدیم ممکن است نشانه‌ای از شرایط سطح اقیانوس باشد. تجزیه و تحلیل دقیق تر این نتیجه موضوعی برای کار آینده ما است.

به طور کلی، مشاهده می کنیم که روند فاز در سه سیگنال (L1CA، L2C، L5) برای هیچ یک از روزها سازگار نیست. با همه امضاهای چند مسیری در سیگنال بازتابی تمیز شده، مشخص نبود که آیا فاز استخراج‌شده برای کاربردهایی مانند ارتفاع‌سنجی سطح اقیانوس مفید خواهد بود یا خیر، و این نتایج کیفی نشان می‌دهد که احتمالاً چنین نخواهد بود.

 با این حال، فصل و ساعاتی از روز که برای کار ما در مورد بحث در این مقاله پردازش شد، بسیار محدود است. این امکان وجود دارد که پردازش داده‌های بیشتر، بینش بیشتری در مورد اینکه آیا فاز سیگنال بازتاب‌شده در این آزمایش قابل استفاده است یا خیر، ایجاد کند.

قدردانی

سیستم جمع آوری داده هالیکالا با حمایت موسسه نجوم دانشگاه هاوایی و آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی ایجاد شده است. نویسندگان از کمک های مایکل مابری، راب راتکوفسکی، دانیل اوگارا، کریگ فورمن، فرانک ون گراس و نیراج پوجارا قدردانی می کنند. این تحقیق توسط یک جایزه فرعی از اداره ملی اقیانوسی و جوی از طریق شرکت دانشگاهی برای تحقیقات جوی به CU Boulder و با حمایت مالی جزئی از برنامه کسب داده های تجاری ناسا Smallsat تامین می شود.

این مقاله بر اساس مقاله «پردازش فاز حامل اولیه برای آزمایش GNSS-R در بالای کوه Haleakala» است که در ION ITM 2023، نشست فنی بین‌المللی 2023 مؤسسه ناوبری، لانگ بیچ، کالیفرنیا، 23 تا 26 ژانویه 2023 ارائه شده است. .

برایان بریتش یک دانشجوی فوق دکتری در دانشگاه کلرادو (CU) بولدر است، جایی که دکترای خود را دریافت کرد. در علوم مهندسی هوافضا
JADE MORTON استاد دپارتمان علوم مهندسی هوافضا Ann and HJ Smead و مدیر مرکز تحقیقات نجومی کلرادو در CU Boulder است.

در سال‌های 2020 و 2021، کالیفرنیا برخلاف هر چیزی که در رکورد مدرن ثبت شده، فعالیت آتش‌سوزی را تجربه کرد. هنگامی که دود پاک شد، میزان جنگل های سوخته در مجموع ده برابر بیشتر از میانگین سالانه ای بود که به اواخر دهه 1800 باز می گشت. ما می دانیم که حیات وحش در جنگل های غربی با تغییر زیستگاه و اختلالاتی مانند آتش سوزی تکامل یافته است.

 هر گونه واکنش متفاوتی نشان می دهد، برخی از دهانه ها سود می برند، برخی دیگر زیستگاه حیاتی خود را از دست می دهند. چیزی که ما نمی دانیم این است که افزایش شدت آتش سوزی در مقیاس های بزرگ چگونه روی زیستگاه و بقای آنها تأثیر می گذارد، زیرا بسیاری از گونه ها با این نوع «مگافایرها» سازگار نیستند.

تنها چیزی که ثابت است تغییر است — آیا ضرب المثل اینطور نیست؟ ما می دانیم که حیات وحش در جنگل های غربی با تغییر زیستگاه و اختلالاتی مانند آتش سوزی تکامل یافته است. هر گونه واکنش متفاوتی نشان می دهد، برخی از دهانه ها سود می برند، برخی دیگر زیستگاه حیاتی خود را از دست می دهند. آنچه ما نمی دانیم این است که افزایش شدت آتش سوزی در مقیاس های بزرگ چگونه روی زیستگاه و بقای آنها تأثیر می گذارد، زیرا بسیاری از گونه ها با این نوع “مگافایر” سازگار نیستند.

 محققان در ایستگاه تحقیقاتی کوه راکی ​​به دنبال یافتن پاسخ هایی هستند. آنها یافته‌های خود را در «مگافایرهای کالیفرنیا 2020-2021 و تأثیرات آن بر زیستگاه حیات‌وحش» خلاصه می‌کنند، مقاله‌ای که امروز در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد .

چرا کالیفرنیا و چرا این دوره زمانی؟ در سال‌های 2020 و 2021، کالیفرنیا برخلاف هر چیزی که در رکورد مدرن ثبت شده، فعالیت آتش‌سوزی را تجربه کرد.

هنگامی که دود پاک شد، میزان جنگل های سوخته در مجموع ده برابر بیشتر از میانگین سالانه ای بود که به اواخر دهه 1800 باز می گشت.

تقریباً نیمی از جنگل‌هایی که سوختند، آتش‌سوزی شدیدی را تجربه کردند که 75 تا 100 درصد از پوشش گیاهی را از بین برد، و بیشتر این آتش‌سوزی، به جای موزاییک تکه تکه‌ای، مناطق وسیعی را تحت پوشش قرار داد.

دپارتمان ماهی و حیات وحش کالیفرنیا یک پایگاه داده جامع حیات وحش را مدیریت می‌کند و از تناسب زیستگاه صدها گونه در سراسر ایالت نقشه‌برداری می‌کند.

همراه شدن این موضوع با سوابق سازمان جنگل‌ها از آتش‌سوزی‌های جنگلی و برخی کارهای کامپیوتری شیک به محققان این فرصت را داد تا نگاهی گسترده به چگونگی شکل‌دهی این نوع «مگافایر» به زیستگاه حیات‌وحش در ایالت بیاندازند.

جسالین آیارز، نویسنده اصلی، می‌گوید: «هدف ما این بود که نگاهی گسترده بیندازیم تا درک بهتری از تأثیرات این نوع آتش‌سوزی‌ها بر روی زیستگاه حیات وحش به‌طور کلی به دست آوریم.» او ادامه داد، “و از آنجایی که هر گونه متفاوت است، این مطالعه نقطه پرش خوبی را برای دیگران فراهم می کند تا بتوانند روی یک گونه مورد علاقه یا گروه کوچکی از گونه هایی که زیستگاه های مشابهی دارند تمرکز کنند.”

آتش‌سوزی‌ها و زیستگاه‌های مورد مطالعه بیشتر در سیرا نوادا، جنوب کاسکیدز و مناطق کوهستانی کلامات کالیفرنیا قرار داشتند.

محققان بیش از 600 گونه حیات وحش را بررسی کردند و دریافتند که برای 50 گونه، آتش‌سوزی‌ها 15 تا 30 درصد زیستگاه را در محدوده محدوده آن‌ها در ایالت دربرگرفته است.

صد گونه آتش سوزی با شدت بالا را در بیش از 10 درصد محدوده جغرافیایی خود در کالیفرنیا تجربه می کنند.

16 گونه از این گونه ها گونه های مورد توجه مدیریتی هستند، مانند جغد خاکستری بزرگ، ولوورین، ماتن اقیانوس آرام و بوآ لاستیکی شمالی.

تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که برخی از گونه‌ها مانند جغدهای خاکستری بزرگ ممکن است از نظر زیستگاه علوفه‌جویی از آتش سود ببرند و تا حدودی انعطاف‌پذیر باشند، اما باز هم، ناشناخته این است که آیا این مزیت با این بزرگی تغییر زیستگاه در چنین مدت کوتاهی صادق است یا خیر.

برخی از خبرهای خوب این است که با بررسی دقیق‌تر برخی از جزئیات در مورد تغییر زیستگاه بر اساس گونه‌ها، دانشمندان دریافتند که این آتش‌سوزی‌ها در مقایسه با گونه‌های حیات‌وحش به طور نامتناسبی بر روی زیستگاه‌های گونه‌های نگران‌کننده حفاظت تأثیر نمی‌گذارند، یافته‌ای که نشان می‌دهد این گونه‌ها کجا هستند. زندگی ممکن است به عنوان پناهگاه برای آنها باشد.

گاوین جونز، نویسنده ارشد و مشاور Ayars، تحقیقی را در مورد اینکه چگونه مدیریت فعال جنگل می‌تواند خطرات درازمدت از دست دادن زیستگاه جغدهای خال‌دار کالیفرنیا ناشی از افزایش اندازه و شدت آتش‌سوزی را جبران کند، انجام داده است. با توجه به اثرات تغییر زیستگاه در مقیاس بزرگ در یک دوره زمانی کوتاه، همراه با احتمال شایع تر شدن آتش سوزی های شدید در آینده، این مقاله جدید به مجموعه تحقیقات اضافه می کند و بر اهمیت افزایش سرعت و مقیاس تأکید می کند. مدیریت فعال جنگل

16 اکتبر 2023، بیست و پنجمین مجمع عمومی UNWTO، سمرقند، اوبرکستان – به عنوان بخشی از تلاش ازبکستان برای بهبود و نوسازی اقتصاد خود، اوزبرکیتان به دنبال تقویت روابط خود با چین، شریک استراتژیک خود، از طریق سیاست خارجی است. دو کشور با ایجاد روابط دوجانبه بر اساس برابری،مشارکتُ احترام متقابل و در نظر گرفتن منافع، امیدوارند فعالیت و تجارت را برای بهبود اقتصاد افزایش دهند.

طی 30 سال گذشته، هر دو کشور 113 موافقت نامه بین دولتی و بین دولتی منعقد کرده اند، از جمله معاهده دوستی و همکاری بین جمهوری ازبکستان و جمهوری خلق چین که در سپتامبر 2013 امضا شد.

در چارچوب سازمان ملل، پکن از قطعنامه‌هایی که توسط رئیس‌جمهور ازبکستان مبنی بر تضمین همکاری بین‌المللی برای توسعه پایدار در منطقه آسیای مرکزی برای آموزش، تساهل مذهبی و توسعه گردشگری ارائه شده بود، حمایت کرد. دریای آرال به عنوان منطقه ای از نوآوری ها و فناوری های زیست محیطی در دستیابی به اهداف توسعه پایدار و موارد دیگر اعلام شد.

در سال‌های اخیر، روابط بین کشورهای آسیای مرکزی و چین به حدی افزایش یافته است که سران کشورها را شامل می‌شود. در اجلاس اخیر در شیان، چین انگیزه جدیدی به همکاری های منطقه ای و ارتقای پروژه های مشترک مهم با ازبکستان داد.

ازبکستان یکی از اولین کشورهایی بود که از پروژه بزرگ یک کمربند، یک جاده چین با هدف تقویت اتصالات حمل و نقل بین المللی، توسعه تجارت گسترده، سرمایه گذاری و مبادلات بشردوستانه حمایت کرد. ازبکستان و چین تعامل اقتصادی متنوعی به میزان 8.9 میلیارد دلار ایجاد کرده اند که چین یکی از بزرگترین شرکای تجاری ازبکستان است که 18 درصد از تجارت خارجی این کشور را به خود اختصاص داده است.

مشارکت اقتصادی

پروژه های استراتژیک مشترکی مانند خط لوله گاز چین – آسیای میانه، کارخانه سودا کونگراد و کارخانه کود پتاس دهکن آباد، نوسازی نیروگاه حرارتی انگرن ایجاد شد. پارک صنعتی پنگ شنگ با سرمایه گذاری چینی به عنوان منطقه آزاد اقتصادی در سیردریا تأسیس شده است، جایی که بیشترین تمرکز پروژه های سرمایه گذاری با سرمایه خصوصی چین در از بکستان است. ZTE، تولید کننده لوازم الکترونیکی، اولین خط تولید گوشی های هوشمند را در آسیای مرکزی ساخت. سرمایه گذاری مشترک بین پنگ شنگ، کارخانه معدن و متالورژی آلمالیک، AWP را راه اندازی کرد، کارخانه ای که سالانه حدود دو میلیون شیر و میکسر با استفاده از مواد خام داخلی تولید می کند.

اقتصاد سبز

مسیر ازبکستان برای تقویت تولید صنعتی و کشاورزی، گذار به اقتصاد سبز، توسعه دیجیتال و نوآورانه، و همچنین پیشرفت های حاصل شده در سیاست منطقه ای و دیپلماسی اقتصادی خارجی، فرصت های جدیدی را برای گسترش زمینه های همکاری ازبکستان و چین باز کرده است.

در ژوئن، توافقی با China Energy برای ساخت نیروگاه فتوولتائیک خورشیدی یک گیگاواتی در کشکادریا و بخارا به دست آمد. پروژه ساخت مزرعه بادی با 111 توربین بادی توسط مصدر (امارات متحده عربی) در منطقه ناوی اجرا می شود. اولین ژنراتور بادی با ظرفیت 4.7 مگاوات از شرکت چینی Goldwind نصب شده است. قرارداد همکاری با کنسرسیومی از شرکت‌های چینی Huaneng Renewables Corporation و Poly Technologies برای ساخت ایستگاه‌های فتوولتائیک خورشیدی با ظرفیت کل 2000 مگاوات در جیزخ و تاشکند ساخته شده است.

مذاکرات با غول فناوری اطلاعات چین هوآوی در مورد امکان بومی سازی تولید تجهیزات برای ایستگاه های خورشیدی در حال انجام است. به گفته چن جیاکای، مدیر هواوی در ازبکستان، این شرکت قبلاً در زمینه فتوولتائیک و ذخیره انرژی برای مصارف تجاری و خانگی در قلمرو ازبکستان تجربه دارد.

حمل و نقل و لجستیک

در سفر رئیس جمهور چین شی جین پینگ به ازبکستان در سال 2016، یک تونل 19 کیلومتری مشترک در راه آهن آنگرن-پاپ که مناطق مرکزی کشور را به دره فرغانه متصل می کند، مستقر شد. زیرساخت های باری چندوجهی از طریق بزرگراه تاشکند – اندیجان – اوش – ایرکشتم – کاشغر به صورت سه جانبه در سراسر راه آهن چین – قرقیزستان – ازبکستان در حال انجام است. تأثیر اقتصادی، کریدور اقتصادی چین-آسیای مرکزی-آسیای غربی را که یک ستون کلیدی کمربند و جاده است، رسمیت خواهد بخشید.

رئیس جمهور ا زبکستان، ش. میرضیایف بر وظیفه ارتقای استانداردهای زندگی برای مبارزه با فقر از طریق توسعه اجتماعی-اقتصادی دوجانبه تاکید کرد. در طول 40 سال گذشته، سیاست اصلاحات چین استاندارد زندگی را برای بیش از 800 میلیون نفر افزایش داد. سطح فقر 70 درصد از 97.5 درصد در سال 1978 به 0.6 درصد در پایان سال 2019 کاهش یافت.

فقرزدایی

ازبکستان اصلاحات اجتماعی-اقتصادی را در اولویت قرار داد و فقر را با در نظر گرفتن تجربه چین با موفقیت کاهش داد و در سال 2022 1 میلیون نفر را از فقر نجات داد. امسال یک برنامه جداگانه ضد فقر در یکی از مناطق هر استان ازبکستان اجرا می شود. با مشارکت کارشناسان چینی، تاکنون 18 پروژه هدفمند اجتماعی-اقتصادی برای کاهش فقر در 14 منطقه ازبکستان آماده شده است.

تاریخ دو هزار ساله مبادلات دوستانه و عملکرد 30 ساله همکاری های متقابل سودمند نشان می دهد که تقویت همکاری های همه جانبه با روندهای زمانه و منافع اساسی دو کشور و مردم مطابقت دارد. شی جین پینگ، رئیس جمهور چین در مقاله خود برای سفر خود به از بکستان در سپتامبر 2022، گفت: با ایستادن در تقاطع گذشته و آینده، ما سرشار از انتظارات و اعتماد به آینده روابط چین و ازبکستان هستیم.

ازبکستا ن و چین یکدیگر را به عنوان شرکای قابل اعتمادی می‌دانند که علاقه‌مند به تقویت شراکت‌های استراتژیک برای ایجاد همکاری‌های سودمند متقابل به ارتفاعات جدید هستند.

چکیده مقاله آقای زیلولا یونسوا،

رئیس بخش مرکز مطالعات روابط بین‌الملل وزارت امور خارجه جمهوری ازبکستان

آخرین تصویر از تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا، بخشی از مرکز متراکم کهکشان ما را با جزئیات بی‌سابقه‌ای نشان می‌دهد، از جمله ویژگی‌هایی که تاکنون دیده نشده است که ستاره‌شناسان هنوز توضیحی در مورد آن نداده‌اند. منطقه ستاره‌زایی به نام Sagittarius C (Sgr C) حدود 300 سال نوری از سیاهچاله مرکزی کهکشان راه شیری، Sagittarius A* فاصله دارد.

ساموئل کرو، محقق اصلی تیم مشاهده، دانشجوی مقطع کارشناسی در این منطقه گفت: “هیچ وقت هیچ داده مادون قرمزی در این منطقه با سطح وضوح و حساسیتی که با وب دریافت می کنیم وجود ندارد، بنابراین ما برای اولین بار در اینجا ویژگی های زیادی را مشاهده می کنیم.” دانشگاه ویرجینیا در شارلوتزویل.

وب جزئیات فوق‌العاده‌ای را نشان می‌دهد و به ما امکان می‌دهد شکل‌گیری ستاره‌ها را در این نوع محیط به روشی مطالعه کنیم که قبلاً امکان‌پذیر نبود.

پروفسور جاناتان تان، یکی از مشاوران کرو در دانشگاه ویرجینیا افزود: “مرکز کهکشانی شدیدترین محیط در کهکشان راه شیری ما است، جایی که تئوری های فعلی تشکیل ستاره ها را می توان در سخت ترین آزمایش خود قرار داد.”

پروتاستارها

در میان 500000 ستاره تخمین زده شده در تصویر، خوشه ای از پیش ستاره ها وجود دارد – ستارگانی که هنوز در حال شکل گیری و افزایش جرم هستند – که جریان هایی تولید می کنند که مانند آتش سوزی در میان یک ابر تاریک مادون قرمز می درخشند.

در قلب این خوشه جوان، پیش ستاره ای پرجرم و با جرم بیش از 30 برابر خورشید ما قرار دارد.

ابری که پیش ستاره ها از آن بیرون می آیند به قدری متراکم است که نور ستارگان پشت آن نمی تواند به وب برسد و باعث می شود کمتر شلوغ به نظر برسد در حالی که در واقع یکی از متراکم ترین مناطق تصویر است.

ابرهای تیره مادون قرمز کوچکتر روی تصویر نقش دارند و مانند حفره هایی در میدان ستاره به نظر می رسند.

اینجاست که ستاره های آینده در حال شکل گیری هستند.

ابزار Webb NIRCam (دوربین مادون قرمز نزدیک) نیز انتشار در مقیاس بزرگ از هیدروژن یونیزه شده اطراف قسمت پایین ابر تاریک را ثبت کرد که در تصویر به رنگ فیروزه ای نشان داده شده است.

کرو می‌گوید که معمولاً این نتیجه فوتون‌های پرانرژی است که توسط ستارگان پرجرم جوان ساطع می‌شوند، اما گستره وسیعی از ناحیه نشان‌داده‌شده توسط وب چیزی شگفت‌انگیز است که جای بررسی بیشتر است.

یکی دیگر از ویژگی های منطقه که کرو قصد دارد بیشتر بررسی کند، ساختارهای سوزنی مانند در هیدروژن یونیزه شده است که به طور آشفته در جهات مختلف به نظر می رسند.

روبن فدرانی، یکی از محققین این مرکز، می‌گوید: “مرکز کهکشان مکانی شلوغ و پرآشوب است. ابرهای گازی متلاطم و مغناطیسی وجود دارند که در حال تشکیل ستارگان هستند و سپس با بادها، جت‌ها و تشعشعات خود بر گاز اطراف تاثیر می‌گذارند.” پروژه در موسسه Astrofísica de Andalucía در اسپانیا.

وب تعداد زیادی داده در مورد این محیط شدید در اختیار ما قرار داده است و ما تازه شروع به بررسی آن کرده ایم.

در فاصله 25000 سال نوری از زمین، مرکز کهکشانی به اندازه کافی نزدیک است تا ستارگان منفرد را با تلسکوپ وب مطالعه کند، و به اخترشناسان این امکان را می دهد تا اطلاعات بی سابقه ای در مورد چگونگی شکل گیری ستارگان، و اینکه چگونه این فرآیند ممکن است به محیط کیهانی بستگی داشته باشد، به ویژه در مقایسه با مناطق دیگر کهکشان جمع آوری کنند. به عنوان مثال، آیا ستارگان پرجرم تری در مرکز کهکشان راه شیری بر خلاف لبه های بازوهای مارپیچی آن شکل گرفته اند؟

کرو گفت: “تصویر وب خیره کننده است و علمی که از آن به دست می آوریم حتی بهتر است.” ستارگان پرجرم کارخانه‌هایی هستند که عناصر سنگینی را در هسته‌های هسته‌شان تولید می‌کنند، بنابراین درک بهتر آنها مانند یادگیری داستان منشأ بیشتر جهان است.