?

Log in

No account? Create an account
Славянке скучно

radvila_i


О тонкОстях современной науки и техники


Новейшие достижения в области лазерной фотоники
Славянке скучно
radvila_i

Новейшие достижения в области лазерной фотоники

C 24 по 27 июня 2019, в Мюнхене прошла выставка достижений в области лазерной фотоники (Laser World of Photonics). За минимум 54€ в день, или 105€ за долгосрочное посещение в течение недели, посетителям предлагалось ознакомится с новшествами в области лазеров и оптоэлектроники, оптики, биофотоники и медицинской техники, и множеством новейших оптических и лазерных технологий для всевозможных точных измерений, освещения, безопасности.

На сегодняшний день, оптику и лазерную технику выделяет серьёзность и следование уже сложившимся традициям, и в отличии от быстро меняющихся технологий других областей, как например искусственного интеллекта или обработки данных. Однако, разработки в области фотоники не так хорошо известны широкой публике. Конечно, нас можно порадовать появлением новых портативных сенсоров для нашего смартфона, но до появления новинки никто не фантазирует на счет возможных функций. Их появление воспринимается как приятное дополнение. Скорее всего мы более подвержены обсуждению вклада инновации в нашу социальную сферу.

Поэтому, в то время как мы бурно обсуждаем преимущество или опасность Искусственного Интеллекта, встроенного в алгоритм Facebook или автономно-управляемый автомобиль, где-то совсем незаметно происходит прорыв в области флуоресцентной микроскопии.

В этом 2019 году количество посетителей выставки снова выросло, приближаясь к 33 000. Выросло и количество презентаций. Но что действительно заставило удивиться даже самих организаторов выставки – возросшее число качественных инноваций! Так, в традиционном призовом фонде выставки вместо одной номинации пришлось сделать три, ибо слишком сложно было сделать выбор в пользу чего-то одного.

И так, что же явилось в этом году качественных скачком в области фотоники и какие три разработки участвовали в номинации.

В номинации Био-фотоника и Медицинская техника, представлен фазовый фемто-секундный лазер для использования в три-фотона-микроскопии от немецкой фирмы Cycle GmbH. Эта фирма находится в Гамбурге и разработала этот достаточно необычный прибор, назвав его Soprano. С помощью него можно заглянуть внутрь живой материи, примерно на глубину одного миллиметра. То есть не нужно резать, убивать… смотри себе на процессы без вреда животным и растениям! Действие прибора намного гуманнее – мы выбираем место на теле или органе, вводим туда специальный краситель (наивно полагая его абсолютную безвредность), и светим на него электромагнитным излучением, возбуждая электроны частиц красителя. Когда через несколько наносекунд электрон в частицах красителя возвращается на свой исходный уровень, выделяя фотон, создается излучение в частицах красителя, которое и направляется в наш прибор-микроскоп. Таким образом следуя «свету» от красителя, мы можем наблюдать перемещение (окрашенной) жидкости в тканях. Однако, точность такого прибора не особенно высокая, ибо в фокус попадают множество соседних источников изучения, не связанных с введённым в ткани красителем. Инновация же от фирмы Cycle GmbH состоит в том, чтобы использовать излучение ни одной длины волны, а сразу нескольких, да так чтобы две или лучше три разные длины волны отправляли электрон окрашенной жидкости на тот же самый возбуждённый уровень. Тогда, и интенсивность облучения возрастает, и вероятность поглощения фотона возрастает с квадратичной зависимостью от интенсивности, то есть с трёх длин волн мы имеем девятикратное (32) увеличение точности, а это значит что в фокус нашего микроскопа попадают в 9 раз больше желаемых фотонов, находящихся в вспомогательной окрашенной нами жидкости, чем от не желаемых спонтанных фотонов. В дополнение, прибор Soprano, использует для возбуждения лазеры длин волн 1.3 и 1.7 микрометров, на которых вода не поглощает, позволяя излучению пройти более длинный путь в тканях.

В категории «Лазеры и Оптоэлектроника для освещения и энергетики» был представлен прибор MultiHarp 150 от берлинской фирмы PicoQuant GmbH. Это прибор для детектирования отдельных фотонов коррелированных во времени (Time-correlated single photon counting, TCSPC) … Ну, совсем не понятно кому нужно считать отдельные фотоны! Однако техника TCSPC одна из основных для Флуоресцентной микроскопии. При этом объект исследования подвергают короткими лазерными импульсами. Далее объектом исследования становятся не сами фотоны, а время, которое требуется возбужденным электронам материи для обратного перехода в нормальное состояние. Подобно атомному распаду, это время назвали флуоресцентным распадом. По показаниям распада строится трёхмерная карта по поверхности объекта облучения. Прибор MultiHarp имеет чувствительность измерения до 80 пикосекунд - с такой скоростью свет проникает на расстояние до 2.5 сантиметров, и в живой материи можно получать карту менее чем за секунду. А это значит что можно буквально наблюдать жизненные процессы клеток при условии что из длительность превышает этот интервал хотя бы в несколько раз - для получение движущейся картинки. Вот по этой ссылке можно найти более чем полное объяснение технологии: Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM) и посмотреть как выглядит изнутри относительно живое яблоко…

Далее пошли! В номинации “Сенсорика” была представлена система распознавания образов XperYenZ фирмы TrimaniX GmbH. На первый взгляд очень тривиальная система, из обычной индустриальной камеры инфракрасного проектора, помогающая роботам выхватывать определенный предмет из кучи хаотических предметов. Однако инновационная идея состоит в том, что целевой предмет опознается не по отражению от него, а по целому набору оптических свойств каждой из 2000 заданных точек на поверхности объекта. Диффузное рассеяние и объемное рассеяние, как лишь несколько параметров определяющих профиль излучения каждой точки - все измерения поступают для оценки в особый алгоритм, основанный на принципе простого алгоритма оценки расстояний… Компания отказалась давать более подробную информацию насчёт технологии, что несколько обескураживает в случае присвоения номинации. Как мне кажется, закрывай не закрывай ты свои технологии, все равно они станут доступны, и нужно разрабатывать все время что-то новенькое. Но фирма обещает что с помощью прибора можно распознавать не только форму и цвет, но и материал предмета, ибо в основу вычислений также закладывается модель параметров различных материалов и их отражающих свойств. Фирма так же обещает что их технология позволяет расширить границы существующих систем в случае прозрачных предметов, как например целлофановые пакеты. В списке обещаний для технологии также распознавание жестов.

Было так же представлено практическое решения в категории «Лазеры и Лазерные системы» для сварки микро-структур от фирмы Thrumf GmbH. На зелёной волне 515 nm их TruDisk 1kW лазера с высокой точностью фокусировки можно быстро сварить две медные поверхности, независимо от степени окисления. Высокая фокусировка позволяет сделать сварку даже 50-микрометрового кабеля. А благодаря специальному кристаллу, позволяющему разложить 1030 nm инфракрасное излучение на две составляющие по 515 nm, удалось сделать технологию сварки приемлемой для долгосрочного бесперебойного применения на продукционных линиях.

И наконец в категории «Оптика для производства Оптики»,фирма Nanoscribe GmbH представила несколько своих уникальных микролинз и дифракционных-оптических элементов, сделанных по технологии Полимеризации Двух Фотонов (Two-photons Polymerization). С помощью этой технологии производиться точечное уплотнение внутри жидко-кристаллических материалов, с образованием очень точных наноструктур. Например для бездефектных литографических шаблонов.

Большой популярностью на выставке так же пользовалась система воспроизведения трехмерных объектов внутри прозрачного цилиндра, создающее впечатления систем телепортации из Звёздных Войн... Ох и не помню я как фирма та назвалась...!

В заключение хочу напомнить что следующая выставка LASER World of PHOTONICS состоится  с 21. по 24. Июня 2021 на просторах Messe München. А следующий World of Photonics Congress  пройдёт с 20. по 24 Июня 2021.


Soyuz-FG failure of 11 October. Update on Metop-C launch campaign
Славянке скучно
radvila_i

In view of the progress of the Russian enquiry on the Soyuz-FG failure  of 11 October, it is now extremely likely that the launch failure is the  result of a human error in relation to the mounting or workmanship of a  small mechanical part controlling the opening of the Oxygen valve which  pushes each booster away from the body of the launcher when it  separates. This is the reason why one valve did not open for one of the  four boosters of the Soyuz-FG.

The figure illustrates the Metop-C satellite platform before its launch (Artificial)

Therefore, Roscosmos has recommended to continue the launch  preparation of Metop-C with the Soyuz-ST launcher available in Kourou,  but has decided to verify the boosters and separation mechanisms of all  Soyuz launchers prior to authorising their launch.

This applies to our launcher: The boosters of our Soyuz ST launcher  will be dismounted and verified in Kourou on 22-23 October, and if the  suspected mechanical element is found the faulty, it will be replaced on  site.

Based on these verifications, Roscosmos is expected to clear our  launcher, and, at the same time another Soyuz launcher scheduled for  launch on 3 November from Plesetsk.

Read more...Collapse )

Интервью с профессором Даниелой Якоб
Славянке скучно
radvila_i

  Даниэла Якоб (Daniela Jacob) доктор метеорологии, и с 2015 года является директором Центра климатической службы Германии (GERICS), который является частью Ассоциации Гельмгольц-Центров. Она консультирует политиков, администрации и предприятия по вопросам адаптации к изменению климата и разрабатывает идеи для обслуживания в этой области. Ранее Джейкоб много лет работал ученым в Институте метеорологии им. Макса Планка в Гамбурге. С 2016 года она также преподает в качестве приглашенного профессора в Leuphana University Lüneburg. Она является соавтором пятого доклада об оценке МГЭИК и Специального доклада МГЭИК о воздействии глобального потепления на 1,5 градуса Цельсия

Экстремальная жара, наводнения, ураганы... Все же пока трудно доказать, что изменение климата усугубляет экстремальные и, следовательно, редкие явления погоды. Но ученые добились больших успехов в этой области в последние годы. Метеоролог Даниела Якоб дает обзор текущего состояния исследований.

Профессор Даниела Якоб является со-организатором и совладельцем гамбургского Сервис-Центра по Климату. Ее бюро советует политиков и руководство больших предприятий о том, как защитить людей и инфраструктуру от экстремальных погодных условий. Пока не касаясь вопроса являются ли эти явления последствием изменения климата или нет.

Read more...Collapse )

(no subject)
Славянке скучно
radvila_i

Когда я смотрю на карту данную в самом начале, меня терзают смутные сомнения относительно результатов в целом. В октябре, находясь в Европе, мы переживали аномальную жару. Во вторую неделю октября температура колебалась от 17 до 20, что точно всреднем превышает средюю за октябрь прошлых годов. А на карте минус от среднего, в несколько градусов. От этих карт создается ощущение, что тебя все время пытаются обвести вокруг пальца, используя непрочность твоих же воспоминаний о погоде.


Зачем молодому немцу наука?
Славянке скучно
radvila_i
Помотавшись в «Европах» более 10 лет, я, наконец, вошла в контакт с местной цивилизацией. Имея ввиду прежде всего Германию, я уже давно для себя отметила нежелание немцев общаться с приезжими. И даже по прошествии многих лет, живя вместе с ними, работая как все, мне не удалось найти душевных знакомых. И надо сказать – уже и не хочется. Более того, интерес к людям у меня совсем трансформировался, личное стало совсем не интересным. Но иногда попадаются думающие индивиды, о которых очень хочется понять больше, чем просто моё о них поверхностное представление. Два таких, совершенно противоположных молодых человека, встретились мне недавно на пути. Оба они, не будучи моими студентами, в какой-то мере всё же отражают некоторые модные направления, которые я наблюдаю и у себя в группах с чисто немецкой аудиторией.

Итак, первый из встретившихся мне - мой (нечаянно так быстро выросший) сосед. Я знаю его с давних пор, еще когда он на машинках гонял в родительском дворе. Парнишка был совершенно непривлекательным, но родители уделяли ему достаточно времени. Так, в келлере у них появилась мастерская по обработке дерева, потом мальчик сам стал вырезать столы и стулья, и в прошлый новый год пригласил всех соседей к себе в келлер, который к тому времени был мастерски преобразован в небольшую доморощенную пивную, со стойкой и мамой, реформированной в официантку. С отцом они разошлись, но дедушка оказался замечательным учителем, рассказывающий кучу интересных историй, в том числе и военных. И всё бы хорошо, и я уже наслаждалась обществом и вниманием молодого и красивого человека, и нашей неспешной беседой, как бы вдали от общего пивного шума, о смысле жизни. Но в какой-то момент, мне стало немного не по себе. Оказалось, что умный и красивый, он совсем не хочет покидать родной дом, и учится он тоже не хочет. И что там вообще в мире есть чего нет у него, в доме и большом саде-огороде? Это меня не столько возмутило, ибо я тоже так считаю после всех этих жизненных мытарств. И согласитесь, в приличном возрасте уже не особо тянет на новые приключения, всё потому, что новые ожидания так систематически приводили к разочарованиям. Ну, да ладно, подумала я. Пусть он молод, и не хочет делать те же ошибки. Может его дед убедил его, а может парнишка просто умнее меня… Так рассуждая, я обнаружила, что мы плавно перешли и к другой волнующей человечество теме – жизнь на планете Земля. Так вот что мне поведал этот сельский европейский мальчик – «за жизнь на Земле не стоит беспокоиться. Она сама возникает везде, где только не попадя.»

Поздно уже было, но это высказывание заставило меня встрепенуться. Сначала я внутренне посмеялась над ним, думала, что товарищ перетрудился на огороде, борясь с сорняками. А потом всё же я ещё долго ловила себя на этой мысли, и меня не отпускал этот вопрос, на который у меня до сих пор нет ответа - возникает ли жизнь сама? Это ли есть её свойство? И можно ли плюнуть к чертям на эту возню вокруг климата, ибо, даже испортив на этой Земле всё, жизнь будет продолжать развиваться или хотя бы законсервируется настолько, что сможет возникнуть снова в благоприятных условиях, которые обязательно наступят. И не это ли есть правильно? И что получается, что мои усилия на спасение всего и вся на этой планете напрасны? Я давно не решалась себе в этом признаться. Как и немцы, я перестала называть вещи своими именами, а потому вполне вероятно то, что и я зашла в тупик.

Другая крайность встретилась мне недавно в вагоне поезда в виде молодого совсем, но достаточно неопрятного человека. В силу нехватки мест, нам пришлось сесть достаточно тесно, и беседа завелась сама собой. Сначала про немецкую железную дорогу, про поезда и про забастовку, а уж потом и про магнитные технологии, и почему они до сих пор не освоены в Германии. Парнишки номер два оказался совсем молодым, школьником. Но рассуждал уже достаточно трезво и осторожно. Наверное, мой вид типичного университетского лектора развязал ему язык, ибо обычно немцы не говорят с незнакомыми женщинами на темы новых технологий, пологая не информированность собеседниц. Но этот молодой человек пошёл куда дальше, и за короткую дорогу успел признаться мне, что очень интересуется гравитацией. И что он хотел бы понять, почему никто не работает в направлении развития гравитационных источников энергии. И что он хотел бы учиться дальше там, где гравитация изучается по полной программе. Я, конечно посоветовала ему посмотреть в сторону астрофизики, но тут же, я к моему стыду, подумала, что это какой-то ненормальный, и не вытянет ли он сейчас в полном поезде из рюкзака какую-нить самодельную гравитационную бомбу, тем паче, что первые волосы на лице были давно не сбритыми… Но может мне повезло – поезд подъехал к конечной станции, и я с большим удовольствием выскочила оттуда, держась как можно подальше от толпы выходящей…

Адекватность обоих собеседников для меня остаётся загадкой. Учиться или не учиться – вот вам и вопрос! И зачем, и у кого? – этот вопрос всё больше волнует молодёжь, которая ещё только на пути выбора. И действительно, что может притягивать молодёжь к науке сегодня? Ли к тому, что раньше называлось наукой. На грани поколений, я вижу и тех, кто уже сидит внутри системы, и совсем уже не спрашивает про надобность изученного – эти просто пашут. И я чувствую огромную ответственность, выбирая тему следующей лекции. Надо сказать, что я не просто преподаю, но ещё и работаю на рентабельном европейском предприятии,и ещё имею своё небольшое дело в ИТ. То есть, я примерно представляю какие темы нужны сегодня выпускникам моего технического направления. Но в моих группах всё ещё царит классическая дисциплина, и некоторые студенты до сих пор спрашивают меня о лекциях предшественницы, на которых люди особо не заморачивались вопросом «как это работает», а просто крутили ручку уже готовой программы, хотя и совсем устаревшей. Это было бы удобнее, конечно. И никакой математики! Чем я могу оправдать их старания, их мытарства по жизни? Я вижу, что они все стараются, что их родители платят деньги, они сидят в переполненных поездах, они конкурируют с тучей дешёвых иностранцев, они стали немного второсортными в своей стране, требующей от них неизвестно чего – вчера ещё от них хотели постоянства и педантичной аккуратности, сегодня от них нужно бесконечное желание прогибаться под условия бизнеса, переезжать, без перспектив и без особых надежд, хотя бы на постоянную позицию. И тем более в науке, где любой развитый и умный человк раньше или позже обречен понять лишь то, что наука уже не есть 100%-ное удовлетворение интересов общества или самого индивида. До фундаментального научного ведь часто и не доходит, потому, как перед важным идёт практическое. Для массы не особо умных, однако, сегодняшняя наука есть самое правильное - по маленьку, по направляющей, делаются небольшие порывы в направлении или против него, доказать сегодня и опровергнуть завтра небольшую лабораторную ошибку – всё на что может рассчитывать одно интеллигентное лицо. Дальше можно стать руководителем нескольких лиц, и опровергать ошибку дугой группы лиц,… и что бы через 10 лет признать, что в принципе то, ничего и не изменилось. И где большие прорывы выглядят как большие обманы, которые трудно опровергнуть...

Ну вот, хотела ведь про диффузные спектры рассказать, и снова заныла…
Обязуюсь – следующий раз всех вдохновлю на поиск слабых спектральных линий в измерениях межзвёздного пространства.

жизнь в тайге
Славянке скучно
radvila_i
2 shpilenok

Я тут у вас немного прибрала...


а то стоит всё на виду!...:)

Миссия SMAP: новая техника и ещё одна попытка наблюдения влажности почв
Славянке скучно
radvila_i
Измерения из космоса метеорологической обстановки на Земле считается мощным инструментом климатологии. А сравнивая предмет изучения климатологии с предметом изучения космологии, принято считать, что в климатологии можно добиться большей определённости за счёт самой возможности что-то померять. И чего тут рассуждать – теоретически, так оно и должно быть, и, безусловно, сама возможность измерения является серьёзным преимуществом любой науки. Согласитесь, ведь наличие данных всё же лучше, чем их отсутствие. Но!

Главный вопрос остался в том, как обрабатываются эти измерения. В климатологии, в частности, прямые радиометрические измерения доступны не всем (злые языки даже поговаривают о наличие секретной составляющих метео-измерений). Поэтому важно и то, кто обрабатывает данные. Так, любые измерения состояния атмосферы, поверхности или океана предоставляются в первую очередь нескольким научным группам, часто из разных стран. Для перепроверки алгоритмов. Создаётся проект под некоторым кодовым названием, а администрация проекта передаётся в руки некого агентства, как космическое агентство или международная метеорологическая организация (WMO). С этими данными начинается первая научная экспертиза. Для этой экспертизы, технические специалисты агентства предоставляют учёным данные первого уровня, проведя начальную калибровку. Наука же, разрабатывает алгоритмы, позволяющие трансформировать свойства электромагнитного излучения (света) в параметры биосферы, атмосферы или океана. Всё чаще, цели науки стали более конкретными. Получается что агентства как бы заказывают параметры, которые нужно определить по измеренному излучению. Самыми распространёнными на сегодняшний день являются «заказы» на концентрацию СО2, а так же другие параметры карбона в системе земля-океан или земля-атмосфера, как например содержание карбона в почве, или максимальное время между двумя максимумами концентрации карбона в регионах с периодическими и интенсивными пожарами, используемый как прокси параметр указывающий на накопления карбона в биомассе. То есть, параметрами тут называют не только фундаментальные физические величины, а так же и условные. Иногда, даже не совсем понятно, что именно задаётся этими параметрами, как например, в случае параметра «излучательная сила пожара», над которой пока ещё трудятся те самые учёные, предложившие этот параметр как важную характеристику пожаров. Так же важно и то, что все эти условные параметры могут быть получены из измерений только лишь света, или другого электромагнитного излучения. И на сегодняшний день это нормальная практика, так же как и то, что из одного измерения часто пытаются получить больше одного параметра, что требует в конечном итоге решения некорректной задачи. О типичной некорректной задаче мы как-то уже пообщались со специалистом don_beaver. У него можно так же найти ссылку на весьма распространённый метод решения таких задач (метод регуляризации Тихонова - разработан русским теоретиком в середине прошлого века!). Замечу, что, несмотря на повсеместную распространённость этой постановки задачи сегодня, в своей книге Тихонов делает следующее замечание: «…некорректные проблемы, считавшиеся не до сих пор не решаемыми…». А сегодня чё – ну, вполне решаемы эти проблемы! Чуть-чуть модели, немного старых измерений в точке Х для а-приори, плюс начальные условия из другой модели, да ещё граничные условия, полученные экстраполяцией значения в точке Х на весь глобус – и вуаля! - оказывается, что не бывает нерешаемых проблем!

Ну, да ладно. Это меня снова понесло. Сорри!

И так, новая миссия NASA SMAP (The Soil Moisture Active Passive). Данные миссии предназначены для дальнейшего изучения связей между процессами водного, энергетического цикла, а так же цикла обмена углерода нашей планеты, и, как следствие этого, для улучшения прогнозов погоды и климата. Последнее время, почти все миссии наблюдения земли называют своей целью именно предсказания климата. Если посчитать общую стоимость всех климатологических наблюдательных миссий за годы существования IPCC , можно цинично заметить, что страшилка сработала неплохо.

Теперь любой институт, по крайней мере в Европе, занимающийся спутниковыми данными, может подать заявку на запуск нового инструмента для измерения чего-то этакого. И хотя почти все эти миссии будет измерять электромагнитное излучение, инструменты конфигурируются различными примочками, позволяющими мерять одну-две характеристики света особенно хорошо. Например, для изучения концентрации метана можно мерять свет только в инфракрасном диапазоне специальным радиометром, поместив на борт дополнительно прозрачный сосуд только с метаном, через который пропускать солнечный свет, а затем «вычитать» его из света, прошедшего через атмосферу. По такому принципу работает канадский радиометр MOPITT на борту TERRA.

Новый инструмент SMAP предназначен для измерения влажности почв (Soil Moisture). Эта величина будет получена из синхронных пассивно-активных измерений, при том, что пассивные будут получены от радиометра, а активные с помощью радара. При чём, это измерения разного разрешения, имеющие соответственно разную, изменяющуюся во времени точность. Предполагается так же, что конечным научным продуктом станет не сама влажность, а продукт от её интеграции в некую модель. (Тут стоит насторожиться и спросить себя – почему нельзя взять просто и измерения?) Такая интеграция помогает повысить точность и называется ассимиляцией. Хотя, о продуктах такой ассимиляции стоит судить строго, ведь иногда количество модели в итоговых знаниях может оказаться больше количества информации от спутникового измерения. Поэтому, количество физической информации от спутника обычно задано в поставляемом спутниковом продукте отдельным ко-продуктом и выражается в вероятностях величинах. Всё по честному. Кроме того, в заявленной документации инструмента SMAP говорится, что интеграция будет производиться совместно с другими измерениями. То есть, вероятность содержания информации именно от нового инструмента будет ещё зависимой от информации других, менее приспособленных к таким измерениям старых спутников. Последнее мотивируется странным образом: «data products that merge the SMAP instrument measurements with other observing system data as well as models in order to produce science data products that are applicable to a much wider range of applications». То есть, понижая вероятность содержания информации от измерений, мы тем самым надеемся увеличить применимость данных! По заявлениям NASA, от измерений SMAP можно будет получить много всего. Например, научится предсказывать наводнения и засуху, оценивать продуктивность аграрных полей, предсказывать осадки и получить тучу параметров взаимодействия водного, карбонового и энергетического цикла нашей планеты. Неплохо, конечно. Но меня снова терзают смутные сомнения.

SoilMoisture_NASA_SMAP

Влажность почв - это очень сложный параметр для спутниковых измерений. Можно сказать – это один из самых сложных. Не всегда понятно даже то, с какой уверенностью можно вообще измерять подобные параметры. К тому же, почти все спутниковые миссии, измеряющие влажность почвы до миссии SMAP - это пассивные инструменты, меряющие лишь отражённое от земной поверхности солнечное излучение. Для пассивной миссии проблемой является, например, неизвестный путь света в атмосфере, что даже при известном угле измерения над влажной поверхностью может приводить к нескольким проблемным для количественной оценки ситуациям. Например, случай прямое солнечное отражения (глинт), когда вода отражает солнечный свет прямо по направлению к спутнику. При этом, измерения могут быть пересыщены, и в них нельзя будет «разглядеть» никаких спектральных параметров. С другой стороны, если почва недостаточно влажная, то мы, наверняка и не определим её влажность вовсе – критерии качества нашего алгоритма, скорее всего, просто отсортируют такие данные как нерелевантные.

Радар в миссии SMAP – это активный инструмент. Радар посылает луч «туда» и меряет луч «оттуда». Поэтому, главный козырь SMAP поставлен на смешанный тип инсталляции - два инструмента, один пассивный, второй - активный. Именно на это и возложена вся надежда новой миссии – измерять ту же сцену, с тем же облучением, с одного угла измерения, в одно и то же время, с одинаковыми условиями, но с помощью двух совершенно разных инструментов.

Ну, посмотрим. Особых надежд я не питаю. Особенно, когда мне говорят о модели, используемой для повышения точности! В этом контексте, дорогие мои читатели, для меня особенно забавным выглядит недавно опубликованный временной ряд в 30 лет для влажности почв от конкурентного европейского проекта ESA CCI. Что ж это за чудо-данные? И если эти данные настолько суровы и круты, то зачем нам усложнять новую миссию радаром и радиометром, а затем запихивать всё это в старинную модель? Всё-же, я остаюсь критичной по отношению к этим данным, чего и вам желаю! И может быть всё же пора браковать некачественные данные, вместо того, что бы использовать их снова и снова для ограничения новых? Ведь это тот самый случай, когда количество данных не определяет качество знаний.


Не стоит зацикливаться на изменении климата, ребята (это говорю вам я и статья из свеженького номера
Славянке скучно
radvila_i
Где-то в году 2009 проскочила в Science статья, о том, что больше 40% статей из этих реномированых журналов опровергается в течение одного года. Именно тогда в нашей научной группе популярным был один случай такого опровержения, опубликованного в 2007. Тогда, один из соавторов исследования, наш прямой конкурент, немец с несвойственным немцам чудным воображением, открыл дорогу новым направлениям спутниковых исследований. В кооперации с группой наземных измерений, они заподозрили интересную связь тропических растений и концентрации метана в атмосфере. Тут же все вокруг потянулись за ним, приглашали главного автора новой идеи на семинары, и искали новые объяснения своим данным. Наконец-то сухая наука о растениях получила новые импульсы от сообщества спутниковых данных, а технические специалисты вдруг стали читать и обсуждать статьи о растениях. Как вдруг, центр мониторинга выпустил улучшенную версию калибровки инструмента. С новой калибровкой, процессирование сырых данных уже не приводило к тому большому пятну концентрации метана над Африкой, которое и явился предметом интересных полемик о взаимодействии растений с атмосферой (не буду давать ссылок, сорри).

С того времени я перестала верить реномированным журналам. И каждый раз мне хочется избавиться от этого неверия, ведь иначе, получается, скучно работать и творить. А в другой стороны, и незаметно, и ко мне подобрался страх, я стала слишком критичной к своим статьям. Именно поэтому у меня их немного, что и вправду очень жаль. Да и многие хорошие учёные работающие с данными и замешанные в эту или подобную историю, стали скептичны к сторонним исследованиям, своих данных просто так не дают, опасаются неверной интерпретации. Иногда это необоснованный страх, конечно. Ну, сами посудите, что даёт этот страх? Одно лишь замешательство. Страх – это противоположность профессионализму. Тот самый наш уважаемый конкурент, несмотря на неудачу, остался интересующимся и пытливым учёным, и возглавляет теперь один из отделов NASA. Может быть, в Европе нужно быть особенным, что бы позволить себе успех, несмотря на неудачу? А может стоит смыться в Америку на какое-то время.

Так это я о чём. Вот тут на днях снова в Science заглянула. А там появились советы для развития человеческой цивилизации: @sciencemag.org Конечно, с моей колокольни, и ориентируясь на заголовок статьи, я, поперхнувшись, заподозрила неладное, и решила разобраться.

Основой исследования стало популярное на сегодняшний день утверждение о том, что изменения в климатической системе становятся наиболее важными вблизи так называемых точек равновесия. Примером таких точек можно назвать критическую концентрацию фосфора и азота в небольшом озере, при которой озеро может за одну ночь превратиться из прозрачного в мутное. Это происходит за счёт динамики кислородного окисления на границе вода-седимент. Или, например, критической точной в динамике населения является отношение родившихся особей к особям отмершим, при котором рост населения может прерваться или прекратиться. Частота наступления таких критических сдвигов зависит от природы самого процесса. Так, в глобальной гидрологической системе, критические точки достигаются раз в несколько десятилетий, почти так же часто как критические изменения динамики населения одной отдельно взятой страны. Если бы мы знали о этих точках всё и могли бы их предстказывать, мы могли бы жить спокойно, не опасаясь вытворить что-то на этой Земле такое, после чего сами же и исчезнем. Но сложность определения этих критических точек кроется в сложном взаимодействии многих компонентов системы атмосфера-океан-земля-биосфера. Поэтому эта область науки состоит из бесконечных попыток применения статистики то к одним, то к другим компонентам сложной системы. Иногда что-то сходиться, что-то нет. Выводы делать пока очень сложно. Но последнее время эта статистика стала очень популярным методом исследования, и вот тут уже эта статья в Science...

Авторы этого нового исследования в Science рискнули, и несмотря на общую большую неопределённость результатов, предлагают набор критериев, по которым нам стоит ориентироваться при внесении каких-либо новшеств в наше земное существование для того, что бы развитие человеческой цивилизации не приводило к критическим сдвигам в экосистемах, и не ставило под угрозу цивилизацию. Рассматриваются реальные механизмы воздействия компонент климатической системы. Анализ базируется на модельные эксперименты и проверенные в других исследованиях данные, а так же на популярной ныне теории комплексных систем. Сама теория этор прежде всего "адвансед" статистика. Из всей этой сложной статистической теории, самым важным остаётся само определение сложной системы. Упрощённо его можно записать так: «сложная система состоит из множества простых, каждая из которых действует в отдельной системе координат по времени и в пространстве, в условиях отсутствия общей синхронизации процессов». Это определение подразумевает важность небольших изменений, происходящих в отдельных составляющих системы, которые при определённых условиях, а именно в условиях критической точки, могут сильно повлиять на всю систему. Кстати говоря, этот вид рассуждений является на сегодняшний день очень необычным, но многообещающим. И само новшество исследование, по-моему, больше проявилось в том, что авторы предложили описать системы сложные процессы на планете Земля с помощью непривычных статистических методов. Самым странным, однако, показалось мне то, что за возможные сценарии развития обязательно берутся самые катастрофические из всех возможных. В общем, нас решили немного попугать.

И так, следуя этой смеси теорий, самыми главными из всех девяти критериями нашего существования на этой планете были выделены:
1) концентрация парниковых газов (ну, а как же без них),
2) нитраты сельскохозяйственной промышленности (уже интересно...),
3) интегрированность экосистемы (упс! Как-то не очень подходит к апельсинам из пункта 1 и2),
4) методы и способы использование земли (почему-то не отнесённые в пункт 2).

Вывод, который делают авторы исследования, состоит в том, что индикатором наступления критических условий может быть замедление. Да, вот так просто – замедление. Не особо понятно как применить это на практике и как измерять это замедление. Но авторы утверждают, что замедление процессов обязательно приведёт к переходу системы в другое состояние равновесия, легко называя любое из них критическим.


9Critea_of_risk_ecosystems_rus
На картинке представлены все девять критериев, при этом зелёным обозначены изменения, лежащие в интервале нормальных вариаций, жёлтым – подозрительные, то есть с рискованными вариациями, а красным обозначены компоненты высокого риска. Всего имеем четыре компонента среднего риска и два с красным статусом повышенного риска. Под новыми компонентами подразумеваются новые химикалии (вот что они тут делают? Это настораживает, честно говоря). Ещё, E/MSY тут означает величину подверженности исчезновению видов, а Bll – величину непригодности экосистемы.

Но, несмотря на мой вселенский скепсис, эта теория меня всё-таки задела. Первым, кто применил теорию сложных систем для изучения климата, был соратник главного автора из университета Висконсин (Atmospheric Sciences Group at University of Wisconsin) по фамилии Тсонис. Он рассмотрел взаимосвязь индексов климата таких феноменов как Эль-Ниньо южная осцилляция (SOI), Тихоокеанское десятилетнее колебание (PDO), Североатлантическое колебание (NAO) и Северная часть Тихого океана (NPO) колебаний и заметил, что именно эти четыре связаны между собой. Замечу, что индексами называют некое среднее от временного ряда. Существует немало таких индексов, тут дана таблица.

Но, были выбраны лишь 4 индекса – почему? Если остальные индексы никак не соответствуют теории, то их конечно при рассмотрении опускают. А так как в индексах ищется именно причина естественной климатической зависимости, то можно просто аргументировать, что другие индексы просто не описывают пойманную в данном исследовании закономерность. Это даёт право и дальше рассматривать предложенную теорию.

Применив свою комплексную теорию к выбранным четырём индексам, Тсонис и коллеги выяснили, что существует взаимная связь этих феноменов. Так, во временном интервале между индексами проявляется их взаимная синхронизация, около 1912 года, около 1944, затем 1976/77 и 1998-2001. В последующих годах была, таким образом, обнаружена «ресинхронизация», которая сразу же была соотнесена с ростом глобальной температуры. Ну, а с чем же ещё? Ни с выходом же нового альбома леди Гага. И тут же вспоминается мне, что многие климатические данные до 1937 года считаются совершенно ненадёжными, так же как и посчитанные с их помощью средние индексы. Значит, закономерность пока проверить сложно, всего по двум совпадениям в 1976/77 и 1998-2001. Можно ли строить на этом так далеко идущие выводы? Заметим так же, что сравниваются разные промежутки времени – в одном случае это год, в другом два года, потом три…

Но Тсониса уже было не остановить на сравнении индексов и их корреляции во времени. Более всего, такие сравнения преследуют всегда одну очень нескромную цель - отделить естественные изменения в системе климата от изменений, вызванных человеческой деятельностью. И может быть поэтому, рассинхронизация индексов, была сразу рассмотрена как естественный сбой в построенной теоретиками статистической конструкции, а затем интерпретирована как антропогенная, и к тому же ещё использована в доказательство естественной «синхронизации» до 2001. Вот тут уж - извините!

Тсонис празднует победу со словами: «в результате применения нашей статистики к индексам климата, мы были приятно удивлены тем, что потепление в 0.4°C, наступившее с 1944 по 1998 годах, носит наполовину естественный характер! Это так захватывающе!». Я не разделяю его восторга. Ибо придя к своей половине потепления, в точности с 0.2 градусов, автор с лёгкостью переносит свою статистику с индексов на рекомендации по лечению нас с вами от повышения СО2. Как это делается. А вот так. «The presumption is — however — that small change adds to the pressure of change in the system creating the potential for instability.»

Ага, то есть мы должны тут взять за аксиому то, что система нестабильна и хрен его знает к чему может привести небольшое колебание. И как следствие этого, Тсонис делает следующее заявление: «The solutions for carbon dioxide emissions involve energy innovation in the development of new sources of cheap and abundant energy. This remains less than half the problem of climate forcing. The solutions for black carbon, sulphur, nitrous oxide, CFC’s and methane are multi-faceted and must be based on accelerated global social and economic development.» Звучит как интересный вывод из сложной статистики.

То есть, приняв вышесказанное, мы должны же наконец понять, что (переведённая с англ. цитата) «решением проблемы с увеличением эмиссий СО2 является инновационный подход к источникам энергии. Этим можно решить половину проблемы глобального потепления. Для решения проблемы с чёрным карбоновым загрязнителем, сульфидами, оксидами азота, метаном и флоринами должно быть многозначным и должно быть основано на ускоренном развитии социума и экономики.» Вот это вывод! Как многозначно - то! У автора наблюдается явный перебор общения с политиками, ибо выводы нельзя использовать для какого-либо практического применения.

Коллеги из университета Висконсина и авторы статьи в Science постарались приплести в свою статистику так же и животных. Ведь всем известно, что животные исчезают постепенно, и что человек всегда замешан в этот процесс. По-моему, самое естественная причина тому наша конкуренция с животными за места существования, вырубание их лесов, съедание их добычи человеком.… Ан, нет! Что бы всё было по-научному, Всемирный Фонд Дикой Природы постарался описать исчезновение животных своими собственными индексами (LPI – Living Planet Index). А когда модельер климата вдруг видит слово индекс, то у него сразу руки тянуться сравнить этот индекс с ещё каким-нибудь индексом. Вот и автор нашего многострадального исследования, погуглив слегка, сравнил свои четыре самых важных индекса (по его мнению) с индексом живой природы. И оказалось, что «…уменьшение популяции диких животных на 52% с 1970 года представляет собой угрозу для человечества». Согласимся с ним. Это чистая правда, ребята!

Но, разнос был бы не полон, если бы автор не попытался бы дать нам рекомендаций ещё и по использованию нитратов в сельском хозяйстве. Слушайте внимательно – чтобы не пропасть как вид, нужно, оказывается, "контролировать городские стоки" («The solutions here is urban runoff control…») наращивать плодородный слой почв («building organic content in agricultural soils), и "консервировать воду, почву и экосистемы, а ещё проводить аграрные работы с большой точностью" («water and soil conservation, precision agriculture and conserving and restoring ecosystems.») Вот. Как мало надо для счастья! И «не стоит зацикливаться на Глобальном Изменении Климата» (цитаты сохранены) В этом я тоже полностью согласна с авторами исследования. Тут и так дел невпроворот.

Свежие дебаты о климате
Славянке скучно
radvila_i
Один мой знакомый учёный из Метеорологического Офиса в городе Рэдинге, Ричард Беттс, недавно высказался насчёт общепринятого сценария изменения климата, при котором температура воздуха должна возрасти на 2° градуса к середине нынешнего века. А именно, он подчеркнул условность этого численного прогноза, сравнив установку в 2° градуса с ограничением скорости в 130км/ч на автобане. То, насколько опасными для жизни могут стать именно эти 130 км/ч, зависит от множества факторов. Так, на автобане, опасность определяется конкретными условиями дорожного полотна, уровнем осадков, мастерством водителя, и общей загруженности дороги. А значит, и скорость, с которой водитель достигнет цели за оптимальное время, с определённым уровнем безопасности, тоже не всегда соответствует 130 км/ч, как определено правилами дорожного движения. В зависимости от внешних факторов, эта «безопасная скорость» может быть как 90 км/ч, так и 150 км/ч. Так же и установленная граница (в основном, для политических дебатов) в два градуса потепления может по разному выражать опасность от потепления в конкретном регионе, или в конкретное время. На сегодняшний день нам неизвестно как распределяться эти два градуса по планете и по времени, и найти эти зависимости оказывается не так-то просто. В отдельных регионах можно даже ожидать похолодания (среднее летнее или среднее зимнее), несмотря на то, что в среднем по планете будет наблюдаться потепление. Сценарий же, определяет только среднее потепление, которое используется при моделировании климата. В общем, рассматривается несколько таких сценариев, но тот самый с 2°-градуса потепления, условились считать наиболее вероятным. Под средним, в этом случае, имеется в виду повышение температуры в каждой точке глобальной сетки глобуса на одинаковую величину в градусах Цельсия. Всё очень условно, как для моделей, так и для политиков.

Так же, недавно порадовал своим комментарием профессор международных отношений Дэвид Виктор, заявляя том, что политически, намного приятнее работать над регулированием температуры воздуха, чем углубляться в тонкости, например, энергетического состояния глобального океана. Оказывается, что на основе политических дебатов о повышении средней температуры воздуха на 2°, гораздо легче притворится, что можно как-то повлиять на физическое потепление, изменив что-либо при помощи мощных политических запретов. Так, глобальную температуру можно бы было понизить за достаточно обозримое время, в то время как океанические изменения, вызванные уже прогрессирующим глобальным потеплением, будут оставаться устойчивыми на протяжении многих последующих тысяч лет.

Проделав мысленный эксперимент, и разыграв историю в воображаемом будущем, когда политики нечаянно согласятся на регулировку потепления, основанную не на температуре, а на энергетическом балансе океана. На этом примере, профессор Дэвид Виктор продемонстрировал, что в этом случае, формулировки политиков не были бы столь убедительными.

Энергетический баланс океана, как и многие другие параметры системы, остаётся плохо понятым. К тому же, это так называемый инертный агент всей климатической системы, что означает, что на изменения он реагирует очень медленно. Самым пассивным компонентом остаётся антарктический ледяной шельф, после которого сразу же следует океанический запас теплоты. Именно поэтому профессор предлагает заменить быстроменяющуюся температуру именно долгоиграющим фактором теплоты океана. Ведь мы заботимся именно о будущем, и поэтому уместнее было бы использовать показатель, воздействующий на систему именно в будущем. Температура в этой интерпретации не совсем подходит.

ne_interesuet_dno_okeana

С 1970 года, теплота океана увеличилась до 2.5 х 10e23 джоулей. Уже сегодняшнее потепление ведёт к запасанию энергии в океане. Если бы мы стали фиксировать величину глобального потепления в Джоулях океанической теплоты, например, поставив границу в 10e24 Дж, то уже сегодня пришлось бы признать тот факт, что мы никак не можем улучшить ситуацию с прогрессирующим потеплением. Уже сегодня система климата вышла из-под нашего контроля. А на что может повлиять медленное, но верное потепление океана? Ответ – на что угодно! И мы до сих пор даже не знаем, как всё это работает.

Измерения теплового баланса океана не помогают разъяснить ситуацию. Главная проблема для измерений состоит в том, что физически измеряя лишь сильноизменчивую поверхность, практически невозможно соотнести их с пассивными и незначительными трансформациями всего океана, с его огромной толщей в 3700 метров и большим тепло-сохраняющим потенциалом. Тогда как тепло всё время добавляется сверху, от солнца, внутренние слои способны запасать эту тепловую энергию на много тысячелетий. Причём, в океане, слои разной температуры перемешиваются по разному, в зависимости от их положения относительно поверхности – сверху, перемешивание сильное, ближе ко дну – меньше (считается, что ветер является основным «перемешивателем»). Именно поэтому, все измерения теплового баланса океана очень неточные.

А в это время, ко-создатель PayPal не верит в антропогенные причины изменения климата именно потому, что беседы на эту тему обычно пресекаются, как таковой дискуссии нет. Надо заметить, что Питер Тиель считается одним из самых продвинутых специалистов в Силиконовой Долине. Так же он первый внешний инвестор Фэйсбука. Судя по всему, этот человек неплохо чувствует тренд развития общества, и к его мнению, скорее всего, стоит прислушаться. Ведь Тиель не предлагает верить или не верить. Вместо этого, он предлагает задуматься, и начать обсуждать. Так же, этот матёрый приверженец свободной рыночной экономики сравнивает область ИТ и другие направления в плане их государственного контроля, и заявляет, что основной причиной быстрого развития ИТ явилось практическая бесконтрольность этой области со стороны государства. Регулирование климата, похоже, развивается по прямо-противоположному пути, что более сравнимо с областью фармацевтики. «Так как государство повысило планку стоимости бизнеса в области создания новых медикаментов, большое количество народа перешло в ИТ бизнес»,- говорит Тиель.


открытие японской кухни
Славянке скучно
radvila_i
Народ, хочу поделиться информацией. Просто прёт!

Как-то давно, в Дюссельдорфе, купила я книгу японской кухни. Вообще Дюссельдорф — это вторая столица Японии, как шутят местные немцы. После войны их много приехало, многие остались. Поэтому в Дюсселе можно попробовать настоящую японскую еду. И конечно, там не только суши!

Вдохновившись, я просто заинтересовалась составом блюд. То есть, книгу то я не особо надеялась использовать для приготовления, а скорее для расшифровки. Уникальна эта книженция не только своими подробными картинками выполнения по шагам, но и списком составных компонентов в рисунках.

Часто листала я эту книгу, ибо пристрастилась к японским хорошим ресторанам. И вот после многих лет знакомства с картинками, я обалдела!

Все произошло после того, как показали у нас на немецком телевидении целую программу про даши-суп. Его основным компонентом является так называемый Бонито. В моей книге бонито был представлен невзрачной стружкой на ложке. Но, на самом деле, это рыба! Причём, эту рыбу сначала чистят, потом коптят, потом её сушат в мокром тёмном помещении, отчего она покрывается плесенью! Во, уже пробрало меня... Потом, шесть месяцев подряд, эту рыбу поочерёдно выносят на солнце, и снова заносят в подвал, к плесени. В течении этого процесса, на солнце, плесень поверхностная погибает, а плесень изнутри выходит на поверхность этой рыбы... После завершения процесса, получается самый твёрдый продукт, употребляемый в пищу. Представляет из себя такие серые кусочки, готовность которых проверяют постукиванием одну о другую. В готовом варианте, звук получается как от сухого дерева.

И вот это ещё не все, нееет!
Постукивая, мастер производства продемонстрировал как ударив покрепче, рыбка то и разлетелась на части, а там..! Красное, рубиновое можно сказать, "уженемясо". Если взять кусочек отломившегося бонито и посмотреть сквозь него на солнце — ну чистый рубин! Прозрачный!

Японцы говорят, что эта рыба перешла на другой уровень своего существования. Это уже не мясо, а что-то другое. Вот где я обалдела!

Используют это бонито для даши-супа, натерев бонито на острую терку. Причём, именно бонито придаёт даши-супу его специфический вкус. А вкус этот тоже особенный. Его действие как у глютоматов — посадив наетую мышь с таким бульеном вместе в клетке, можно наблюдать что мышь то и дело возвращается попить бульена. И япоша, делавший эти эксперименты, говорит о том, что у мышей и человека есть специальные рецепторы, способные воспринимать этот вкус, и даже вызывать зависимость.

Кстати, монахи живущие в горах Японии, которым не разрешается есть мясо вообще, научились добывать тот же вкус без мяса, без бонито, а из грибов шитаки... Там тоже интересная техника выращивания...

Какой я делаю вывод. А такой, что у японцев очень тщательное, традиционное отношение к своей кухне. Они проделываю сложные процедуры с плесенью, грибами, ядами... Это может быть и есть их секрет долголетия. Ведь даже новые антибиотики ищут в плесени и грибах.

Буду смотреть теперь внимательное на все составляющие со странными японскими названиями — это целая наука, наверное!

И если есть возможность попробовать настоящую японскую кухню — всем рекомендую.