氢是宇宙中最丰富的元素。分子氢是巨行星大气中占主导地位的化学物质。由于质量较低，中性和电离的氢原子是许多行星高层大气中的主要物种。最后，质子是太阳风的主要重成分。
可靠地估计参数值和相关的不确定性对于农业环境研究中的作物模型应用至关重要。然而，同时估计不同响应变量的许多参数是困难的。对于在品种和训练系统之间具有不同表型的葡萄藤来说，这变得更加复杂。本研究旨在评估如何使用标准最小二乘法来校准一个复杂的葡萄藤模型，以模拟葡萄牙北部多罗河流域四种不同的品种-训练系统的物候（开花和收获日期）和产量。我们定义了一个目标函数来搜索最佳拟合参数，从而使得所研究的变量的归一化均方根误差（nRMSE）的未加权和最小化。参数不确定性被估计为给定参数值如何确定由其他参数组合的变化引起的总预测变异性。结果表明，最佳估计的参数表现出令人满意的预测性能，物候的平均偏差为-2至4天，产量的平均偏差为-232至159 kg/ha。观察到的数据的方差通常被很好地再现，除了一次例外。这些参数是在接近每个响应变量的最佳拟合结果方面取得良好平衡的好选择。没有一个参数组合可以同时实现物候和产量的最小误差，其中一个变量的最佳拟合可能导致另一个变量的不良拟合。当出现几个具有相同性能的选择时，提出的参数不确定性分析尤其有用，可以选择最佳拟合参数值。我们还进行了全局敏感性分析，发现结实参数是产量模拟的关键决定因素。总的来说，这种方法（包括不确定性分析）相对简单直接，没有特定的先决条件（例如模型连续性），可以很容易地应用于其他模型和作物。然而，我们已经确定了与模型误差的适当假设相关的一项挑战，可能需要结合各种校准方法才能获得更稳健的参数估计。
我们首次使用包含气溶胶对光解速率影响的交互式化学的现代气候模型，模拟我们首次使用包含气溶胶对光解速率影响的交互式化学的现代气候模型，模拟区域和全球范围的核战争（分别注入5和150 Tg的烟灰）对臭氧层和地表紫外线的影响。对于全球核战争，平流层加热、光解减少和HOx循环中催化损失的增加导致臭氧柱在15年内减少，全球峰值损失为75%，热带地区为65%。这比20世纪80年代的预测更大，当时的预测假设大量注入氮氧化物（NOx），但没有考虑烟雾的影响。火球和火灾产生的NOx在全球平均臭氧损失的前几年内增加了5%。最初，烟灰会遮挡地表免受UV-B的影响，但紫外线指数值会变得极端：在热带地区超过35年4年，夏季在南部极地地区超过45年3年。对于区域性战争，全球臭氧柱将减少25%，恢复需要12年。这与之前的模拟相似，但由于我们的模拟中烟灰的寿命较短，恢复时间更快。顺行光解提供了特定过程的行动光谱，使未来能够与生物地球化学模型集成，并输出量化地表紫外线变化对人类健康的潜在影响的数据。
我们提出了一组新的统计动力学能够准确再现天气尺度动能和动量通量三维大气场的方程组。方程组是闭合的通过找到垂直宏观湍流扩散系数和非地转项的适当参数化。这个方程式已经在新的SD大气中实现模型，名为风神。我们证明了该模型产生的天气尺度的动能和动量通量与从带通滤波ERA-40数据导出的经验数据非常一致。除了在当今气候下，该模型经过了实质性的测试较冷（末次冰川盛期）和较暖（2×CO2）气候，与一般环流模型（GCM）结果一致。对于导出的方程可以有效地研究风暴路径的位置和强度在不同的气候情景下，计算时间是GCM计算时间的一部分。这项工作为开发新一代快速地球系统模型奠定了基础中等复杂性，能够在合理的时间范围内进行数千年的模拟，同时适当考虑风暴路径的气候影响
