天文地理

日冕加熱研究進(jìn)展

南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院丁明德教授課題組與美國(guó)蒙大拿州立大學(xué)物理系Dana Longcope教授課題組合作，在日冕加熱機(jī)制研究方面取得研究進(jìn)展，相關(guān)關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。日冕加熱是天體物理中的經(jīng)典難題之一。利用衛(wèi)星觀測(cè)資料測(cè)量出活動(dòng)區(qū)冕環(huán)的“非理想”速度，即冕環(huán)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)相對(duì)于“凍結(jié)”在理想等離子體上所產(chǎn)生的額外“滑動(dòng)”。這個(gè)速度正比于磁重聯(lián)的速率，據(jù)此可推導(dǎo)出加熱冕環(huán)的能流密度。在流體靜力學(xué)平衡條件下，可以進(jìn)一步推導(dǎo)出冕環(huán)的溫度和密度分布，重構(gòu)出整個(gè)日冕。該項(xiàng)研究證明了脈沖式的重聯(lián)事件是加熱活動(dòng)區(qū)日冕的有效機(jī)制。

冕環(huán)“非理想”速度的測(cè)量和能流密度的計(jì)算（圖片來源于南京大學(xué)）

實(shí)際觀測(cè)的日冕與模型計(jì)算的日冕的比較（圖片來源于南京大學(xué)）

利用LAMOST數(shù)據(jù)研究銀河系厚盤形成機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)天體豐度與星系演化研究團(tuán)組邢千帆博士與趙剛研究員利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）光譜巡天數(shù)據(jù)，對(duì)太陽鄰域F和G型矮星的鎂元素豐度進(jìn)行了詳細(xì)研究。該研究發(fā)表于《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》。研究者在銀河系厚盤中發(fā)現(xiàn)了吸積成分的存在，這些恒星具有異常偏低的鎂元素豐度，并表現(xiàn)出較大的軌道偏心率和極大銀心距，是銀河系并合周圍矮星系的遺跡，為富氣體并合模型描述的厚盤形成機(jī)制提供了觀測(cè)上的支持。該研究進(jìn)一步分析了厚盤恒星的軌道偏心率分布，與基于富氣體并合模型的數(shù)值模擬結(jié)果相一致，為該模型提供了觀測(cè)上的支持。

日珥大幅度振蕩的多波段觀測(cè)進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)太陽活動(dòng)的多波段觀測(cè)研究團(tuán)組張擎旻副研究員等在日珥大幅度振蕩研究領(lǐng)域取得進(jìn)展，研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。太陽磁場(chǎng)在各種爆發(fā)活動(dòng)中起著關(guān)鍵作用。研究者利用地面和空間望遠(yuǎn)鏡的高分辨率和多波段觀測(cè)資料，對(duì)典型的大幅度日珥振蕩事件（水平、垂直和縱向振蕩）進(jìn)行詳細(xì)的個(gè)例分析，研究了振蕩的觸發(fā)機(jī)制（暗條通道內(nèi)的磁重聯(lián)、日冕噴流和極紫外波）、振蕩參數(shù)（振幅、周期、衰減時(shí)標(biāo)等）隨時(shí)間和空間的變化以及日珥磁場(chǎng)的診斷。揭示了日珥振蕩觸發(fā)機(jī)制的多樣性、振蕩行為的復(fù)雜性和磁場(chǎng)診斷方法的有效性。

一種限制耀變體高能輻射區(qū)位置的新方法

中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)高能天體物理研究組的閆大海副研究員、王建成研究員和華中科技大學(xué)的吳慶文教授等提出了一個(gè)新方法來限制耀變體（Blazar）噴流中的高能輻射區(qū)位置，該成果發(fā)表于The Astrophysical Journal。耀變體是一類特殊的活動(dòng)星系核（AGN），它具有一個(gè)指向地球的相對(duì)論性噴流，具有從射電到甚高能（TeV）伽馬射線的電磁輻射，表現(xiàn)出許多極端的物理特性。研究人員結(jié)合光學(xué)波段的觀測(cè)資料對(duì)兩個(gè)耀變體進(jìn)行分析研究，結(jié)果表明對(duì)于有快速光學(xué)光變的耀變體，該方法可以非常有效地限制耀變體噴流中的高能輻射區(qū)位置。

黃土高原自然和人為植被恢復(fù)模式下高精度土壤水分補(bǔ)給機(jī)制研究

中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所金釗研究員及其合作者選擇黃土高原西峰南小河溝對(duì)比小流域董莊溝和楊家溝為研究對(duì)象，研究了小流域在長(zhǎng)期的自然（植被自然恢復(fù)）和人為（人工植樹造林）植被恢復(fù)模式下降雨補(bǔ)給土壤水分的閾值條件和影響因素，即多大的降雨才能入滲到土壤的問題。研究論文發(fā)表于Hydrological Processes。文章認(rèn)為，針對(duì)自然恢復(fù)和人工造林這兩種黃土高原最為重要的植被恢復(fù)模式，生態(tài)效益存在權(quán)衡，徹底否定任何一種模式都是不科學(xué)的，自然恢復(fù)有利于水資源的平衡，但在控制侵蝕和削減暴雨洪水方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于人工林地。針對(duì)黃土高原的植被生態(tài)建設(shè)，需要采用更為全面科學(xué)的評(píng)估方法和指標(biāo)。

自然草地和人工森林小流域不同降雨強(qiáng)度下水分補(bǔ)給的土層深度。15個(gè)降雨過程（P1-P15）被劃分為4組，每一組對(duì)應(yīng)不同的降雨強(qiáng)度和水分入滲深度特征，圓圈的大小表示降雨的強(qiáng)度，圓圈的顏色表示水分入滲的深度。（圖片來源于中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所）

西峰南小河溝對(duì)比小流域董莊溝（自然草地小流域）和楊家溝（人工森林小流域）（圖片來源于中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所）

溝頭下游植被帶對(duì)股流水動(dòng)力及溝床侵蝕過程研究

中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所研究員熊東紅團(tuán)隊(duì)基于成都山地所元謀站的原位溝頭小區(qū)開展了相關(guān)的放水沖刷模擬實(shí)驗(yàn)，基于實(shí)驗(yàn)?zāi)M了溝頭下游不同植被帶長(zhǎng)度對(duì)溝頭小區(qū)徑流及侵蝕過程的影響；相關(guān)論文發(fā)表于Land degradation &development。溝蝕是一種劇烈的土壤侵蝕形式，而植被對(duì)溝蝕的控制效益存在“降低侵蝕為主”和“增加沉積為主”的分歧。沖溝溝頭是溝蝕發(fā)育最活躍的區(qū)域。綜合來看，溝頭下游溝床的植被帶的主要作用是有效降低溝床的侵蝕產(chǎn)沙，其作用機(jī)制是通過植被對(duì)徑流的分流效應(yīng)結(jié)合根系固土效應(yīng)共同作用的結(jié)果。

鹽堿對(duì)植物早期生長(zhǎng)影響

中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所周道瑋研究員等以豆科牧草紫花苜蓿和禾本科牧草披堿草為對(duì)象，研究7種鈉鹽、共31個(gè)不同濃度的溶液處理對(duì)兩種牧草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，測(cè)定和計(jì)算每種溶液的pH、電導(dǎo)率、水勢(shì)、鈉離子濃度和鹽含量；相關(guān)論文發(fā)表于Plant and Soil。土壤鹽漬化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境的世界性問題。該研究結(jié)果表明，未來的相關(guān)研究應(yīng)該考慮多鹽的脅迫作用，特別是對(duì)植物生長(zhǎng)抑制性強(qiáng)的鹽；無論室內(nèi)模擬、野外實(shí)驗(yàn)還是鹽堿地改良，應(yīng)更加重視鹽含量和電導(dǎo)率兩個(gè)參數(shù)。研究結(jié)果可為制定有效的鹽堿地恢復(fù)措施及鹽堿土地利用提供重要信息。

氣候變化背景下青藏高原植被的氣候主控因子發(fā)生變化

中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所的王訓(xùn)明研究團(tuán)隊(duì)利用氣溫和降水資料以及植被指數(shù)（NDVI）數(shù)據(jù)集，分析了1982—2011年間青藏高原植被活動(dòng)與氣候因子之間相關(guān)性的時(shí)空變化。研究論文發(fā)表于Advances in Atmospheric Sciences。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在青藏高原中部及東南部區(qū)域，生長(zhǎng)季前的降水量與生長(zhǎng)季植被活動(dòng)之間顯著的正相關(guān)關(guān)系在上世紀(jì)90年代中期以來持續(xù)變?nèi)酰c此同時(shí)氣溫與植被活動(dòng)之間的相關(guān)系數(shù)明顯增加并超過顯著性水平，表明這一區(qū)域植被活動(dòng)的氣候主控因子可能在上世紀(jì)90年代中期由降水量轉(zhuǎn)變?yōu)闅鉁亍夂蜃兣瘜?duì)高海拔區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)可能產(chǎn)生有利的影響。