氣候環(huán)境

從沙漠到香格里拉，揭秘青藏高原東部隆升歷史

中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所丁林院士帶領(lǐng)的碰撞隆升及影響團(tuán)隊(duì)揭秘香格里拉的前世今生。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)通報(bào)》（Science?Bulletin）。以稻城香格里拉為代表的青藏高原東部高海拔森林景觀曾經(jīng)是一片低地沙漠，直到3400萬(wàn)年前才轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)今的模樣。研究成果重建了青藏高原東部5000萬(wàn)～3400萬(wàn)年前，從約600米的低海拔沙漠到約3500米海拔高山森林的隆升歷史，揭示了約距今5000萬(wàn)年至距今3400萬(wàn)年的中-晚始新世，一個(gè)獨(dú)特的古亞洲季風(fēng)系統(tǒng)和以稻城香格里拉為代表的橫斷山現(xiàn)代生物多樣性熱點(diǎn)的形成過(guò)程；進(jìn)一步了解了季風(fēng)對(duì)未來(lái)全球變化的敏感性，以及如何影響生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能。

全球灌溉農(nóng)業(yè)融雪依賴度及氣候風(fēng)險(xiǎn)的遠(yuǎn)程耦合機(jī)制

北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院覃櫟課題組與國(guó)內(nèi)外合作單位共同搭建了氣候變化下灌溉農(nóng)業(yè)融雪依賴區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)傳遞綜合評(píng)估框架，為揭示氣候風(fēng)險(xiǎn)的遠(yuǎn)程耦合機(jī)制提供新研究范式做出了重要嘗試。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·氣候變化》（Nature?Climate?Change）。氣候變化和全球化背景下，國(guó)際貿(mào)易驅(qū)動(dòng)了灌溉農(nóng)業(yè)所面臨的局地融雪風(fēng)險(xiǎn)在全球范圍內(nèi)的遠(yuǎn)程耦合。相關(guān)研究揭示的氣候風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)距離傳遞和再分配機(jī)制意味著全球必須在更大范圍內(nèi)制定氣候適應(yīng)性策略，這同時(shí)有助于推進(jìn)全球性氣候減緩行動(dòng)的積極合作，為應(yīng)對(duì)氣候變化引發(fā)的灌溉農(nóng)業(yè)融雪風(fēng)險(xiǎn)和保障全球糧食安全提供科學(xué)支撐。

熱帶海洋增暖或致東亞季風(fēng)區(qū)多雨

同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授翦知湣團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)熱帶海洋變暖對(duì)東亞季風(fēng)氣候具有強(qiáng)化作用，首次從能量學(xué)角度闡釋了低緯海洋過(guò)程在氣候演變中的驅(qū)動(dòng)作用，為解答?！懰疅嵫h(huán)聯(lián)系提供了最新見(jiàn)解。相關(guān)成果發(fā)表于《自然》（Nature）。文章綜合利用現(xiàn)代觀測(cè)、古環(huán)境替代指標(biāo)，以及海氣耦合模式和水同位素?cái)?shù)值模式的瞬變模擬，從暖池區(qū)上層海洋熱含量（而非表層海水溫度）的角度探索水汽潛熱傳輸，通過(guò)海陸之間的水同位素梯度來(lái)衡量全球季風(fēng)水循環(huán)強(qiáng)度，不僅拓展了古海洋與古氣候的能量學(xué)研究新領(lǐng)域，也可為現(xiàn)代和未來(lái)氣候變化提供“以古論今”的新思路。

食品系統(tǒng)氮污染減緩策略研究

中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所可持續(xù)城鎮(zhèn)化與智慧城市研究組吝濤等人開(kāi)發(fā)出一套將氮流動(dòng)與可持續(xù)發(fā)展策略相結(jié)合的區(qū)域食品源氮足跡計(jì)算模型，并將其用于模擬福建省食品系統(tǒng)全生命周期過(guò)程中的氮輸入、排放和循環(huán)。相關(guān)成果發(fā)表于《資源，保護(hù)和回收》（Resources，?Conservation?&?Recycling）。結(jié)果顯示，循環(huán)食品系統(tǒng)策略會(huì)顯著減少福建省環(huán)境氮排放（39.5%），其次是減少食品損失和浪費(fèi)策略（17.9%），而城鄉(xiāng)居民均衡飲食則會(huì)增加15.5%的氮排放。因此，將居民的食品消費(fèi)、牲畜養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖和作物種植有效整合在同一系統(tǒng)內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)較低的氮排放。

珠江形成于3000萬(wàn)年前

中國(guó)科學(xué)院海洋研究所萬(wàn)世明與國(guó)內(nèi)外合作者通過(guò)南海北部的陸源碎屑沉積記錄約束了過(guò)去3500萬(wàn)年以來(lái)研究區(qū)沉積物物源演化，揭示類似現(xiàn)代規(guī)模的珠江流域形成于約3000萬(wàn)年前，源于青藏高原東南部隆升和中國(guó)東部地形倒轉(zhuǎn)。相關(guān)成果發(fā)表于《地球與行星科學(xué)通訊志》（Earth?and?Planetary?Science?Letters）?，F(xiàn)代珠江發(fā)源于云貴高原，流經(jīng)華南地塊（包括華夏地塊和揚(yáng)子地塊），自廣州匯入南海，是我國(guó)境內(nèi)僅次于長(zhǎng)江、黃河的第三長(zhǎng)河。文章基于南海北部晚始新世約3500萬(wàn)年以來(lái)長(zhǎng)期、連續(xù)且高分辨率的沉積記錄，在國(guó)際上首次精確限定了珠江的發(fā)育和形成歷史，明確高原隆升驅(qū)動(dòng)了珠江演化過(guò)程。

熱泵在中國(guó)實(shí)現(xiàn)2060年“碳中和”目標(biāo)中的作用被低估

上海交通大學(xué)王如竹教授領(lǐng)銜的能源-空氣-水ITEWA創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)梳理了中低溫供熱當(dāng)前和未來(lái)在民用部門和工業(yè)部門的潛在應(yīng)用領(lǐng)域，從技術(shù)到系統(tǒng)應(yīng)用層面總結(jié)熱泵技術(shù)裝備在民用、工業(yè)等部門的新進(jìn)展，提出熱泵優(yōu)化發(fā)展方向；并結(jié)合未來(lái)電力減排趨勢(shì)，分析熱泵的碳減排潛力。相關(guān)成果發(fā)表于《工程》（Engineering）。文章希望讓熱泵從被嚴(yán)重低估的角色得以受到關(guān)注，尤其是熱泵可以解決大部分建筑供熱需求及超過(guò)40%的工業(yè)熱能需求。在未來(lái)可再生電力高占比場(chǎng)景，熱泵可以實(shí)現(xiàn)近20億噸CO2排放量的減排，達(dá)到2019年中國(guó)碳排放總量的近20%。熱泵可以為我國(guó)達(dá)成2060年“碳中和”目標(biāo)發(fā)揮重要作用。

短期氣候預(yù)測(cè)研究

中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所鄭飛研究員課題組利用CAS-ESM-c超前2個(gè)月的成功預(yù)測(cè)來(lái)探索2020/2021年冬季寒潮爆發(fā)的物理機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《氣候動(dòng)力學(xué)》（Climate?Dynamics）。中國(guó)科學(xué)院地球系統(tǒng)模式氣候模式版本CAS-ESM-c提前給出了我國(guó)中東部氣溫異常偏低的預(yù)測(cè)結(jié)果。研究人員通過(guò)分析初始場(chǎng)中的北半球海溫配置和集合預(yù)測(cè)成員中的優(yōu)劣差異，指出對(duì)2020/2021年冬季寒潮入侵的成功預(yù)測(cè)，源于對(duì)暖北極冷熱帶的海洋初始條件的精準(zhǔn)刻畫，以及合理體現(xiàn)前期秋季北極偏暖的氣候效應(yīng)。暖北極冷熱帶的海洋初始條件為極端寒潮入侵提供了背景條件，半球尺度的經(jīng)向梯度減弱有利于冷空氣入侵的頻繁發(fā)生。

大氣天然源高含氧有機(jī)物生成的新機(jī)制

復(fù)旦大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系/大氣科學(xué)研究院趙德峰課題組與其合作者針對(duì)天然源VOC中的主要類別之一單萜烯，選擇全球排放量最大的α-蒎烯為代表，研究了其在日間HOM的生成過(guò)程。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science?Advances）。二次有機(jī)氣溶膠（SOA）是大氣氣溶膠的重要組成部分，其惡化區(qū)域空氣質(zhì)量，危害人群健康，并通過(guò)散射吸收太陽(yáng)輻射和作為云凝結(jié)核影響成云從而影響全球氣候。SOA由揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）作為前體物通過(guò)大氣氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成，其中高含氧有機(jī)分子（HOM）是VOC轉(zhuǎn)化生成SOA中的關(guān)鍵中間物種。文章進(jìn)一步評(píng)估了H摘除途徑在大氣環(huán)境中的重要意義。