Small-scale Magnetic Flux Ropes and Their Properties Based on In Situ Measurements from the Parker Solar Probe

We report small-scale magnetic flux ropes via the in situ measurements from the Parker Solar Probe during the first six encounters, and present additional analyses to supplement our prior work in Chen et al. These flux ropes are detected by the Grad–Shafranov-based algorithm, with their durations and scale sizes ranging from 10 s to ≲1 hr and from a few hundred kilometers to 10−3 au, respectively. They include both static structures and those with significant field-aligned plasma flows. Most structures tend to possess large cross helicity, while the residual energy is distributed over wide ranges. We find that these dynamic flux ropes mostly propagate in the antisunward direction relative to the background solar wind, with no preferential signs of magnetic helicity. The magnetic flux function follows a power law and is proportional to scale size. We also present case studies showing reconstructed two-dimensional (2D) configurations, which confirm that both the static and dynamic flux ropes have a common configuration of spiral magnetic field lines (also streamlines). Moreover, the existence of such events hints at interchange reconnection as a possible mechanism for generating flux rope-like structures near the Sun. Lastly, we summarize the major findings, and discuss the possible correlation between these flux rope-like structures and turbulence due to the process of local Alfvénic alignment.

In-situ measurements of low energy D plasma-driven permeation through He pre-damaged W

Experiments concerning the effect of helium (He) plasma exposure on deuterium (D) plasma-driven permeation (PDP) through tungsten (W) foils in a linear plasma facility has been performed. 0.05 mm thick W foils were exposed to ~2×1020 m-2s-1 He plasma with various fluences at 883 K. After He irradiating, D permeation tests were performed for the samples and retention was also measured by high-resolution thermal desorption spectroscopy (TDS). It was observed that He pre-irradiation resulted in a significant reduction of D permeation and retention in W. Microstructure observation indicated that the surfaces of samples after He irradiation turned rough and He nanobubbles were formed near the surface. The defective structure including He nanobubbles very likely enhances D reemission and accordingly reduces the permeation and retention in He pre-irradiated W.

Evaluation of Surface Reflectance Products Based on Optimized 6S Model Using Synchronous In Situ Measurements

Surface reflectance (SR) estimation is the most essential preprocessing step for multi-sensor remote sensing inversion of geophysical parameters. Therefore, accurate and stable atmospheric correction is particularly important, which is the premise and basis of the quantitative application of remote sensing. It can also be used to directly compare different images and sensors. The Landsat-8 Operational Land Imager (OLI) and Sentinel-2 Multi-Spectral Instrument (MSI) surface reflectance products are publicly available and demonstrate high accuracy. However, there is not enough validation using synchronous spectral measurements over China’s land surface. In this study, we utilized Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) atmospheric products reconstructed by Categorical Boosting (CatBoost) and 30 m ASTER Global Digital Elevation Model (ASTER GDEM) data to adjust the relevant parameters to optimize the Second Simulation of Satellite Signal in the Solar Spectrum (6S) model. The accuracy of surface reflectance products obtained from the optimized 6S model was compared with that of the original 6S model and the most commonly used Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes (FLAASH) model. Surface reflectance products were validated and evaluated with synchronous in situ measurements from 16 sites located in five provinces of China: Fujian, Gansu, Jiangxi, Hunan, and Guangdong. Through the indirect and direct validation across two sensors and three methods, it provides evidence that the synchronous measurements have the higher and more reliable validation accuracy. The results of the validation indicated that, for Landsat-8 OLI and Sentinel-2 MSI SR products, the overall root mean square error (RMSE) calculated results of optimized 6S, original 6S and FLAASH across all spectral bands were 0.0295, 0.0378, 0.0345, and 0.0313, 0.0450, 0.0380, respectively. R2 values reached 0.9513, 0.9254, 0.9316 and 0.9377, 0.8822, 0.9122 respectively. Compared with the original 6S model and FLAASH model, the mean percent absolute error (MPAE) of the optimized 6S model was reduced by 32.20% and 15.86% for Landsat-8 OLI, respectively. On the other, for the Sentinel-2 MSI SR product, the MPAE value was reduced by 33.56% and 33.32%. For the two kinds of data, the accuracy of each band was improved to varying extents by the optimized 6S model with the auxiliary data. These findings support the hypothesis that reliable auxiliary data are helpful in reducing the influence of the atmosphere on images and restoring reality as much as is feasible.

Das ACTRIS-Kalibrierzentrum für Stickoxid-Messungen am Forschungszentrum Jülich

<p>Langzeitmessungen der atmosphärischen Zusammensetzung sind von zentraler Bedeutung, um die Atmosphärenchemie und den Klimawandel zu verstehen. ACTRIS (Aerosol, Cloud and Trace Gases Research Infrastructure) hat sich zum Ziel gesetzt, ein europaweites Netzwerk von Beobachtungsstationen aufzubauen, die qualitativ hochwertige Daten und Informationen zu kurzlebigen atmosphärischen Bestandteilen liefern und für Nutzer auf der ganzen Welt offen zugänglich machen. Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO<sub>2</sub>), die sogenannten Stickoxide (NO<sub>x</sub>), spielen eine Schlüsselrolle in der Atmosphärenchemie, da sie zur Bildung von troposphärischem Ozon, Smog und saurem Regen beitragen. Darüber hinaus ist die kurz- und langfristige Exposition mit NO<sub>2</sub> mit negativen Auswirkungen auf das menschliche Atmungssystem in Verbindung gebracht worden. Die Hauptquellen von NO<sub>x</sub> in bewohnten Gebieten sind Verbrennungsprozesse, z.B. von Fahrzeugen und bei industriellen Aktivitäten. NO<sub>x</sub>-Messungen werden derzeit meist indirekt über Chemilumineszenz-Instrumente durchgeführt, die Korrekturen für Feuchte und Ozon erfordern. Jüngste technologische Fortschritte (z. B. Cavity Attenuated Phase Shift, CAPS, oder Tunable Diode Laser Systeme) erlauben die direkte Detektion von NO<sub>x</sub>-Komponenten, was Interferenzen vermeidet, die durch die Umwandlung von NO<sub>2</sub> in NO hervorgerufen werden. Messvergleiche zeigen aber, dass auch hier neben bekannten Problemen wie Reaktionen in den Einlassleitungen auch unerwartete Artefakte beobachtet werden können. Messvergleiche aber zeigen auch hier, dass neben bekannten Problemen wie Reaktionen in den Einlassleitungen auch unerwartete auftreten können. Um genaue und präzise NO<sub>x</sub> Messungen mit einer Vielzahl von NO<sub>x</sub>-Messsystemen in verschiedenen Stationen sicherzustellen, müssen neben der Standardisierung von Messprotokollen und Kalibrierungsverfahren auch an zentraler Stelle durch Messvergleiche und Auditierungen Unterschiede der verschiedenen Messverfahren dokumentiert werden.</p> <p>ACTRIS setzt sich aus central facilities (CFs) und national facilities (NFs) zusammen. Die NFs bilden den explorativen und beobachtenden Teil der Forschungsinfrastruktur. Die CFs sind von grundlegender Bedeutung für die Bereitstellung von harmonisierten und hochpräzisen Daten und stellen eine Vielzahl von Dienstleistungen zur Verfügung. Eines der CFs ist das Reactive Trace Gases In Situ Measurements (CiGas), das für die Überwachung der Datenqualität reaktiver Spurengase verantwortlich ist. Für die Qualitätssicherung (QA) und Qualitätskontrolle (QC) der Stickoxidmessungen an den NFs innerhalb von CiGas ist das Forschungszentrum Jülich (FZJ) zuständig, das auch das World Calibration Center (WCC) für Stickoxide im Global Atmosphere Watch (GAW) Netzwerk beheimatet. Seine Aufgaben umfassen i) die Verbindung von Spurengasmessungen von ACTRIS mit denen anderer Netzwerke, ii) die Beratung und Organisation von Schulungen, iii) die Bereitstellung von Mess- und Auswerteverfahren, iv) das Labelling und die Auditierung von NFs, v) die Implementierung neuer wissenschaftlicher und technologischer Entwicklungen.</p> <p>Es ist vorgesehen, bis 2025 ein zertifiziertes und funktionsfähiges Netzwerk von ACTRIS-Stationen aufzubauen. Es soll der wissenschaftlichen Gemeinschaft qualitativ hochwertige Daten liefern, die die Grundlage für fundierte Entscheidungen der politischen Entscheidungsträger bilden können.</p>