Radiative heating in contrail cirrus

We developed an effective model (within our contrail cirrus prediction model, CoCiP) which computes the radiative heating rate in both the longwave and shortwave spectral ranges. The model parameterizes the impact of radiative heating on turbulent mixing and sublimation of ice particles in a thin cirrus layer

Die Erwärmungsrate in der tropischen Tropopausenregion

Die Chemie der Stratosphäre ist bedeutend für das Leben auf unserer Erde. Die Ozonschicht schützt uns vor schädlicher UV-Strahlung und Treibhausgase entwickeln in der Stratosphäre ihr größtes erwärmendes Potential. Der größte Teil des Luftmasseneintrags von der Troposphäre in die Stratosphäre findet in den Tropen statt. Von dort aus werden die eingetragenen Partikel und Gase mit der Brewer-Dobson-Zirkulation in die gesamte Stratosphäre transportiert. Die Transportprozesse in der TTL haben daher Auswirkungen auf die globale stratosphärische Chemie. Der tropische Tropopausenbereich (TTL) ist sozusagen das Tor zur Stratosphäre. Die sich dort befindende Luftmasse wird durch die solare und thermische Strahlung erwärmt und steigt durch die stabil geschichtete TTL in die Stratosphäre auf. Daher rückte in den letzten fünf bis zehn Jahren die Erforschung der Erwärmungsrate in der TTL zunehmend in das wissenschaftliche Interesse. Insbesondere der Ein fuss der Bewölkung auf die Erwärmungsrate ist noch nicht zufriedenstellend erfasst. In dieser Arbeit werden die Ein flüsse der Spurengase und der Bewölkung auf die Erwärmungsrate untersucht. Vor allem Wasserdampf, Ozon und Kohlendioxid sowie die Temperatur bestimmen die Erwärmungsrate bei wolkenlosem Himmel. Die Bewölkung vergrößert die solare Erwärmungsrate dadurch, dass die Wassertröpfchen bzw. Eispartikel einen Teil der solaren Strahlung absorbieren. Außerdem wird durch die Streuung der optische Weg innerhalb des Wolkenvolumens erhöht, wodurch die Absorption durch die Wolkenpartikel als auch durch Spurengase vergrößert wird. Die thermische Erwärmungsrate im unteren Teil der Wolkenschicht ist i. A. positiv und im oberen negativ. Der Einfl uss der drei-dimensionalen Struktur der Bewölkung auf die Erwärmungsrate wird anhand einer Fallstudie untersucht. Die Genauigkeit der Erwärmungsratensimulation kann mithilfe des maximal-zufälligen Überlappschemas um ca. 60% gegenüber der Annahme horizontaler Homogenität verbessert werden. Weiterhin wird die Erwärmungsrate in den Tropen für ein Jahr simuliert. Die Netto-Erwärmungsrate ist in der Troposphäre negativ und wird in einer Höhe von 15.66km positiv. Wenn keine Bewölkung bei der Simulation berücksichtigt wird, liegt dieses Level ca. 220m tiefer. Auch die regionale Struktur der Netto-Erwärmungsrate wird untersucht. Oberhalb der innertropischen Konvergenzzone ist die Netto-Erwärmungsrate in der TTL durch den Effekt der Bewölkung kleiner als in den äußeren Tropen. Weiterhin wird die zeitliche Entwicklung während eines Jahres untersucht. Die Erwärmungsrate in der TTL ist in der Winterhemisphäre höher als in der Sommerhemisphäre. Von Januar bis April, in den Monaten, in denen der größte Transport durch die TTL stattfindet, ist die Netto-Erwärmungsrate in der TTL 0.1K/d größer als im Jahresdurchschnitt. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden mit den bisherigen in diesem Bereich erschienenen Publikationen verglichen. Die Erwärmungsraten unterscheiden sich in der TTL um 0.1 K/d bis 0.4 K/d. Obwohl dieser Zahlenwert klein erscheint, verursacht dies eine große relative Änderung der Netto-Erwärmungsrate, die den Vertikaltransport stark beein usst. Diese Unterschiede können auf die Verwendung unterschiedlicher Ozon- und Wolkendatensätze zurückgeführt werden

Thunderstorm nowcasting with deep learning: a multi-hazard data fusion model

Predictions of thunderstorm-related hazards are needed in several sectors, including first responders, infrastructure management and aviation. To address this need, we present a deep learning model that can be adapted to different hazard types. The model can utilize multiple data sources; we use data from weather radar, lightning detection, satellite visible/infrared imagery, numerical weather prediction and digital elevation models. It can be trained to operate with any combination of these sources, such that predictions can still be provided if one or more of the sources become unavailable. We demonstrate the ability of the model to predict lightning, hail and heavy precipitation probabilistically on a 1 km resolution grid, with a time resolution of 5 min and lead times up to 60 min. Shapley values quantify the importance of the different data sources, showing that the weather radar products are the most important predictors for all three hazard types.Comment: 15 pages, 3 figures. Submitted to Geophysical Research Letter

Ein Lebens- und Wohnraumkonzept für die nachberufliche Lebensphase

Wie wollen wir im Alter leben und wohnen? Diese Arbeit entwickelt Grundlagen für ein Lebens- und Wohnraumkonzept für die nachberufliche Lebensphase, aufgrund einer strukturierten Ausgangsanalyse. Die gesellschaftliche und demografische Entwicklung in der Schweiz lässt eine starke Zunahme von alternden Menschen erwarten. Folglich steigt ab dem dritten Lebensalter der Bedarf an altersgerechtem Lebens- und Wohnraum. Die heute alternde Gesellschaft möchte ihre nachberufliche Lebensphase zunehmend nach ihren eigenen Bedürfnissen gestalten. Möglich ist dies durch die Wohlstandsentwicklung und das solide Altersvorsorgesystem, welches bessere finanzielle Möglichkeiten bietet. Das erarbeitete Konzept spricht auf Basis der Analyse künftige Bewohnende der Ober- und oberen Mittelschicht an, die sich in ca. zehn Jahren für einen solchen Wohnraum am Beispiel des Kantons Zürich interessieren werden. Sie haben eher eine offene und experimentierfreudige Grundhaltung, wobei sie ihren Alltag selbstbestimmt mit Gleichgesinnten erleben wollen. Beleuchtet werden die Einflussfaktoren, welche auf das Lebens- und Wohnraumkonzept einwirken (PESTEL Framework). Dabei werden die rechtlichen Rahmenbedingungen, die Leistungsfinanzierung der Gesundheitskosten und die strategische Entwicklung der Aufbauorganisation fokussiert. Die Literatur beleuchtet die Rahmenbedingungen der drei Bereiche auf theoretischer Ebene. Die dabei erarbeiteten Grundlagen werden durch zwei qualitative Experteninterviews reflektiert und im Anschluss daraus praxisrelevante Empfehlungen ausgearbeitet. Die Arbeit schlussfolgert, dass initial ein niederschwelliges Modell des betreuten Wohnens anzustreben ist, weil zu Beginn mit einem eher geringen Pflegebedarf gerechnet wird. So kann in einem ersten Schritt auf ein Bewilligungsverfahren verzichtet werden und im Falle des Eintritts eines erhöhten Pflegebedarfs, kann eine externe Spitex- Organisation hinzugezogen werden. Des Weiteren wird als Rechtsform eine nicht gewinnorientierte Aktiengesellschaft empfohlen. Ebenso ist zu beachten, wie die Bewohnenden sowie ihre Angehörigen hinsichtlich der Leistungsfinanzierung der Gesundheitskosten unterstützt werden können, die für Laien oft sehr komplex sind. Als Erfolgsfaktor wird das Entwickeln einer echten Wir-Kultur aller Beteiligten identifiziert. Diese sollte sich in der Personalstrategie wiederfinden, damit sich die Bewohnenden zu Hause fühlen. Was die Aufbauorganisation betrifft, kann auf bewährte bestehende Konzepte zurückgegriffen werden, wobei der Rolle des Kultur- und Case Managers eine besondere Bedeutung zukommt, denn sie übernimmt die gesamte Koordination zwischen den Bewohnenden und dem Angebot. Dadurch werden die Grundvoraussetzungen für eine erfolgreiche interinstitutionelle und interprofessionelle Zusammenarbeit geschaffen. Das Vorgehen bei der Konzepterarbeitung hat sich als geeignet erwiesen. Dabei wurden Erkenntnisse erarbeitet, die durch eine reine Literaturrecherche nicht möglich gewesen wären, und durch das Definieren einer konkreten Zielgruppe ergeben sich praktische und konkrete Handlungsanweisungen. Diese Arbeit legt einen wichtigen Grundstein für die Umsetzung eines solchen Vorhabens

Probing the BLR in AGNs using time variability of associated absorption line

It is know that most of the clouds producing associated absorption in the spectra of AGNs and quasars do not completely cover the background source (continuum + broad emission line region, BLR). We note that the covering factor derived for the absorption is the fraction of photons occulted by the absorbing clouds, and is not necessarily the same as the fractional area covered. We show that the variability in absorption lines can be produced by the changes in the covering factor caused by the variation in the continuum and the finite light travel time across the BLR. We discuss how such a variability can be distinguished from the variability caused by other effects and how one can use the variability in the covering factor to probe the BLR.Comment: 12 pages, latex(aaspp4.sty), 2 figures, (To appear in ApJ

A near-solar metallicity damped Lyman-alpha system toward the BAL quasar Tol 1037-2703

We report the detection of a Broad Absorption Line (BAL) outflow in the spectrum of Tol 1037-2703 with three main BALs at 36000, 25300 and 22300~\kms outflow velocities. Although the overall flow is dominated by high ionization lines like and C IV, the gas of highest velocity shows absorption from Mg I, Mg II and Fe II. Covering factor arguments suggest that the absorbing complexes are physically associated with the QSO and have transverse dimensions smaller than that of the UV continuum emitting region (r<0.1 pc). We show that the C IV absorption at \zabs=2.082 has a covering factor $\sim$ 0.86 and the absorption profile has varied over the last four years. The detection of absorption from excited fine structure levels of C II and Si II in narrow components embedded in the C IV trough reveals large density inhomogeneities. IR pumping is the most likely excitation process. The \zabs=2.139 system is a damped system with log N(H I) ~ 19.7. The weakness of the metal lines together with the high quality of the data make the metallicity measurements particularly reliable. The absolute metallicity is close to solar with [Zn/H]=-0.26. The $\alpha$-chain elements have metallicities consistently solar (respectively +0.05, -0.02, -0.03 and -0.15 for [Mg/H], [Si/H], [P/H] and [S/H]) and iron peak elements are depleted by a factor of about two ([Fe/Zn], [Cr/Zn], [Mn/Zn] and [Ni/Zn] are equal to -0.39, -0.27, -0.49, -0.30). Lines from C I are detected but H$_2$ is absent with a molecular fraction less than 8$\times10^{-6}$. High metallicity and low nitrogen abundance, [N/Zn]=-1.40, favor the idea that metals have been released by massive stars during a starburst of less than 0.5 Gyr of age. (abridged)Comment: To appear in A & A, 12 pages, latex, 15 figure

The acquisition of pronouns by French children: A parallel study of production and comprehension

This study examines syntactic and morphological aspects of the production and comprehension of pronouns by 99 typically developing French-speaking children aged 3 years, 5 months to 6 years, 5 months. A fine structural analysis of subject, object, and reflexive clitics suggests that whereas the object clitic chain crosses the subject chain, the reflexive clitic chain is nested within it. We argue that this structural difference introduces differences in processing complexity, chain crossing being more complex than nesting. In support of this analysis, both production and comprehension experiments show that children have more difficulty with object than with reflexive clitics (with more omissions in production and more erroneous judgments in sentences involving Principle B in comprehension). Concerning the morphological aspect, French subject and object pronouns agree in gender with their referent. We report serious difficulties with pronoun gender both in production and comprehension in children around the age of 4 (with nearly 30% errors in production and chance level judgments in comprehension), which tend to disappear by age 6. The distribution of errors further suggests that the masculine gender is processed as the default value. These findings provide further insights into the relationship between comprehension and production in the acquisition proces

Evolution of chemical abundances in Seyfert galaxies

We computed the chemical evolution of spiral bulges hosting Seyfert nuclei, based on updated chemical and spectro-photometrical evolution models for the bulge of our Galaxy, made predictions about other quantities measured in Seyferts, and modeled the photometry of local bulges. The chemical evolution model contains detailed calculations of the Galactic potential and of the feedback from the central supermassive black hole, and the spectro-photometric model covers a wide range of stellar ages and metallicities. We followed the evolution of bulges in the mass range 10^9 - 10^{11} Msun by scaling the star formation efficiency and the bulge scalelength as in the inverse-wind scenario for elliptical galaxies, and considering an Eddington limited accretion onto the central supermassive black hole. We successfully reproduced the observed black hole-host bulge mass relation. The observed nuclear bolometric luminosity is reproduced only at high redshift or for the most massive bulges; in the other cases, at z = 0 a rejuvenation mechanism is necessary. The black hole feedback is in most cases not significant in triggering the galactic wind. The observed high star formation rates and metal overabundances are easily achieved, as well as the constancy of chemical abundances with redshift and the bulge present-day colours. Those results are not affected if we vary the index of the stellar IMF from x=0.95 to x=1.35; a steeper IMF is instead required in order to reproduce the colour-magnitude relation and the present K-band luminosity of the bulge.Comment: 17 pages, 15 figures, 3 tables, accepted for publication in A&