In quiescent cells, mitochondria are the primary source of reactive oxygen species (ROS), which are generated by leakiness of the electron transport chain (ETC). High levels of ROS can trigger cell death, whereas lower levels drive diverse and important cellular functions. We show here by employing a newly developed mitochondrial matrix-targeted superoxide indicator, that individual mitochondria undergo spontaneous bursts of superoxide generation, termed “superoxide flashes.” Superoxide flashes occur randomly in space and time, exhibit all-or-none properties, and provide a vital source of superoxide production across many different cell types. Individual flashes are triggered by transient openings of the mitochondrial permeability transition pore stimulating superoxide production by the ETC. Furthermore, we observe a flurry of superoxide flash activity during reoxygenation of cardiomyocytes after hypoxia, which is inhibited by the cardioprotective compound adenosine. We propose that superoxide flashes could serve as a valuable biomarker for a wide variety of oxidative stress-related diseases.

Abstract An overview of Sun–Sky Radiometer Observation Network (SONET) measurements in China is presented. Based on observations at 16 distributed SONET sites in China, atmospheric aerosol parameters are acquired via standardization processes of operational measurement, maintenance, calibration, inversion, and quality control implemented since 2010. A climatology study is performed focusing on total columnar atmospheric aerosol characteristics, including optical (aerosol optical depth, ÅngstrÖm exponent, fine-mode fraction, single-scattering albedo), physical (volume particle size distribution), chemical composition (black carbon; brown carbon; fine-mode scattering component, coarse-mode component; and aerosol water), and radiative properties (aerosol radiative forcing and efficiency). Data analyses show that aerosol optical depth is low in the west but high in the east of China. Aerosol composition also shows significant spatial and temporal variations, leading to noticeable diversities in optical and physical property patterns. In west and north China, aerosols are generally affected by dust particles, while monsoon climate and human activities impose remarkable influences on aerosols in east and south China. Aerosols in China exhibit strong light-scattering capability and result in significant radiative cooling effects.

Abstract. Black carbon (BC) plays an important role in air quality, public health, and climate, but its long-term variations in emissions and health effects have been insufficiently understood for China. Here, we present the spatiotemporal evolution of BC emissions and the associated premature mortality in China during 2000–2020 based on an integrated framework combining satellite observations from the Ozone Monitoring Instrument (OMI), an extreme gradient boosting (XGBoost) algorithm, a “top-down” inversion approach, and an exposure–response model. We found that the “bottom-up” approach most likely underestimated BC emissions, particularly in less developed western and remote areas. Pollution controls were estimated to reduce the annual BC emissions by 26 % during 2010–2020, reversing the 8 % growth during 2000–2010. BC emissions in the main coal-producing provinces declined by 2010 but rebounded afterwards. By contrast, provinces with higher economic and urbanization levels experienced emission growth (0.05–0.10 Mg km−2 yr−1) by 2010 and declined greatly (0.07–0.23 Mg km−2 yr−1) during 2010–2020. The national annual BC-associated premature mortality ranged between 733 910 (95 % confidence interval: 676 790–800 250) and 937 980 cases (864 510–1 023 400) for different years. The changing BC emissions contributed to an increase of 78 590 cases (72 520–85 600) during 2000–2005 and a decrease of 133 360 cases (123 150–145 180) during 2010–2015. Strategies differentiated by region are needed for further reducing BC emissions and their health and climate impacts.

Wind turbines and high-voltage transmission towers, as critical energy facilities, pose certain challenges in detection under extreme weather conditions. To enhance the accuracy of target identification for these two facilities, this study designed an experiment using the YOLOv5-CBAM model, where a mixed dataset of wind turbines and high-voltage transmission towers was trained under this model to create a joint model for combined recognition. Additionally, single models were trained using individual datasets for wind turbines and high-voltage transmission towers to perform independent identifications, the experimental results indicate a clear advantage in accuracy for the independent identification method. Specifically, in the joint model, the accuracy rates for wind turbines and high-voltage transmission towers were 92.1% and 74.1%, respectively, while in the single models, these rates increased to 99% and 92.3%. This improvement is significant for enhancing the performance of automatic monitoring of energy facilities in complex environments.

Abstract Previous modeling studies have not properly explained the measured mass absorption cross section (MAC) at 550 nm, the linear backscattering depolarization ratio (LDR) at 355 and 532 nm, and the scattering matrix of soot at 532 nm. In this work, we attempt to use a black carbon (BC) model with an intrinsic organic carbon (OC) coating to explain the large MAC, large LDR, and measured scattering matrix. Our results show that the bare fractal BC model is not able to explain MAC, LDR, and scattering matrix simultaneously and that the modeling values do not cover the measurement range. This study shows that the modeled LDR and scattering matrix can cover the measurement range if we constrain the MAC of the BC in the measurement range by the intrinsic OC coating when we consider the effects of monomer radius, monomer number, and monomer overlap simultaneously. Therefore, intrinsic OC coating can be a significant source of uncertainty in the optical properties of fresh soot.