等離子體層頂表面波震蕩磁層和極光

等離子體層頂表面波震蕩磁層和極光

中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所地球與行星物理院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室魏勇研究員等與國家衛(wèi)星氣象中心張效信研究員、北京大學(xué)濮祖蔭教授、宗秋剛教授，山東大學(xué)史全岐教授等合作，結(jié)合我國風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星廣角極光成像儀極光圖像、國際衛(wèi)星遙感和就位探測(cè)數(shù)據(jù)及地磁臺(tái)站數(shù)據(jù)（涉及9顆不同軌道衛(wèi)星和2個(gè)地磁臺(tái)站系統(tǒng)），發(fā)現(xiàn)了PSW證據(jù)，證明了極光邊界波動(dòng)（命名為“鋸齒極光”）是PSW的光學(xué)表象。研究論文發(fā)表于Nature Communications。此項(xiàng)工作發(fā)現(xiàn)PSW激發(fā)了向外傳播的ULF波，PSW驅(qū)動(dòng)的鋸齒極光在磁暴期間的發(fā)生頻率高于90%，表明這一物理過程是磁暴期間的常態(tài)。

土壤稀有物種與生態(tài)系統(tǒng)功能多樣性之間的關(guān)系

中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所朱永官團(tuán)隊(duì)與中國農(nóng)科院合作，系統(tǒng)地分析了土壤細(xì)菌、真菌的多樣性與土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性之間的關(guān)系。研究論文發(fā)表于Soil Biology & Biochemistry。土壤是地球上生物多樣性最高的棲息地，其中最活躍的成分是土壤微生物，1克土壤中包含4億？20億個(gè)原核生物、數(shù)十萬真菌孢子及數(shù)萬原生動(dòng)物。土壤微生物是全球生物地球化學(xué)循環(huán)的重要驅(qū)動(dòng)因子，在維持生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)（多功能性）方面起著重要作用。研究結(jié)果表明細(xì)菌和真菌的阿爾法多樣性與土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性顯著相關(guān)，此外，隨機(jī)森林模型顯示土壤中的稀有物種（相對(duì)豐度低于1%）所起的作用遠(yuǎn)高于其在土壤中所占的比例。

全球黃金航道的可持續(xù)性

北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院倪晉仁課題組提出了黃金航道的概念和識(shí)別方法，并構(gòu)建了全球黃金航道可持續(xù)性的綜合評(píng)價(jià)體系。研究論文發(fā)表于Nature Communications。盡管世界大河所處自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段不同，但全球黃金航道發(fā)展路徑都遵循“啟動(dòng)—加速—趨穩(wěn)”三階段發(fā)展模式。這意味著目前仍處于欠發(fā)達(dá)或發(fā)展中的國家，在其航道開發(fā)過程中將面臨發(fā)展路徑選擇的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。基于發(fā)達(dá)國家航道發(fā)展歷程中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，論文指出了黃金航道合理開發(fā)的閾值，即航道開發(fā)度不宜超過80%。在此基礎(chǔ)上，研究進(jìn)一步揭示了開發(fā)閾值所蘊(yùn)含的生態(tài)制約內(nèi)涵，闡釋了對(duì)應(yīng)于開發(fā)閾值的各類生態(tài)指標(biāo)閾值。

干旱區(qū)荒漠河岸林對(duì)氣候變化的敏感性研究進(jìn)展

中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員陳亞寧團(tuán)隊(duì)以塔里木河下游荒漠河岸林關(guān)鍵建群種胡楊為例，通過分析1957—2015年間胡楊樹木生長與氣象因素（氣溫和降水）的關(guān)系，解析胡楊長期生長過程中對(duì)氣候變化的敏感性。研究論文發(fā)表于Ecological Indicators。當(dāng)?shù)叵滤裆?7米時(shí)，降水可以有效地促進(jìn)干旱區(qū)荒漠河岸林樹木的生長，但當(dāng)?shù)叵滤裆?7米時(shí)，降水對(duì)荒漠河岸林的生長并沒有顯著的影響。當(dāng)?shù)叵滤裆?6米時(shí)，未來氣溫升高可以顯著地促進(jìn)干旱區(qū)荒漠河岸林植物的生長，而當(dāng)?shù)叵滤裆?6米時(shí)，未來氣候變暖反而將加劇干旱區(qū)荒漠河岸林的衰敗。

低維材料中觀測(cè)到可調(diào)控的切倫科夫輻射現(xiàn)象

上海交大物理與天文學(xué)院史志文課題組研究了在低維材料異質(zhì)結(jié)構(gòu)中觀測(cè)到可調(diào)控的聲子極化激元切倫科夫輻射現(xiàn)象。研究論文發(fā)表于Nano Letters。該研究利用紅外掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡，在六方氮化硼（hBN）與銀納米線的簡單異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，觀測(cè)到了可調(diào)控的切倫科夫輻射，并實(shí)現(xiàn)了深度亞波長尺度下對(duì)極化激元發(fā)射和傳播的精確控制。當(dāng)改變激發(fā)光的偏振方向時(shí)，銀納米線中的等離子體激元模式會(huì)出現(xiàn)傳播模式和局域模式的轉(zhuǎn)變。該低維材料系統(tǒng)中的切倫科夫輻射角度，可以通過改變激發(fā)光波長或六方氮化硼材料的厚度來調(diào)控，所觀測(cè)到的切倫科夫輻射角可以用切倫科夫物理定量地描述。

高紅移亞毫米波星系的星際介質(zhì)和恒星形成性質(zhì)

中國科學(xué)院云南天文臺(tái)麗江天文觀測(cè)站研究員趙應(yīng)和與國內(nèi)外合作者利用大型（亞）毫米波望遠(yuǎn)鏡ALMA的觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)紅移z=4.755的亞毫米波星系——LESS 073中的一氧化碳中階轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)射線（能級(jí)J從7到6，記作J=7-6）進(jìn)行研究，揭示其中的星際介質(zhì)和恒星形成性質(zhì)。研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。LESS 073在紅外波段發(fā)出的總光度約為太陽光度的6萬億倍，塵埃溫度約為58開爾文（約-215攝氏度），SFR約為每年760個(gè)太陽質(zhì)量，總分子氣體質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的330億倍，這意味著按照當(dāng)前的SFR，其中的氣體將在4300萬年內(nèi)消耗完。

利用太平洋年代際振蕩信號(hào)提高未來15？30年南亞夏季降水變化的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度

中國科學(xué)院大氣物理研究所周天軍研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國紐約州立大學(xué)奧爾巴尼分校、德國馬普氣象研究所等科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，如果在預(yù)測(cè)未來15？30年的南亞夏季風(fēng)降水變化時(shí)充分考慮太平洋年代際振蕩（IPO）的位相變化，則能夠有效減少預(yù)測(cè)結(jié)果的不確定性，提高預(yù)測(cè)結(jié)果的可信度。研究論文發(fā)表于Science Advances。IPO是指存在于太平洋海溫的一種20？30年準(zhǔn)周期的年代際振蕩現(xiàn)象。盡管溫室氣體等人為輻射外強(qiáng)迫使南亞夏季風(fēng)降水增加，但如果伴有IPO位相由負(fù)轉(zhuǎn)正，則降水增加的概率將會(huì)被降低，同時(shí)印度半島出現(xiàn)極端變干（濕）的概率將會(huì)增大（減小）；反之，印度半島出現(xiàn)極端變濕（干）的可能性也將會(huì)增大（減小）。

北極地區(qū)甲烷凈排放量研究

中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所地外海洋系統(tǒng)研究室研究員劉翠艷與合作者開展了北極地區(qū)甲烷凈排放量研究。研究論文發(fā)表于Nature Climate Change。將最近在北極礦物土壤中發(fā)現(xiàn)的高親和力甲烷氧化菌（HAMs；甲烷氧化細(xì)菌）和產(chǎn)甲烷菌的動(dòng)力學(xué)整合到包含永凍層土壤有機(jī)碳動(dòng)力學(xué)的生物地球化學(xué)模型中。新模型預(yù)測(cè)，由于永凍層中的有機(jī)碳在較暖和的氣候下會(huì)更容易被微生物降解，在2017年至2100年之間濕地甲烷排放量將增加一倍。但是，高地凍土由HAMs主導(dǎo)的甲烷匯強(qiáng)度同時(shí)也在增加，抵消了大部分濕地甲烷的排放，令北極地區(qū)甲烷凈排放量僅增加18%。預(yù)計(jì)北極地區(qū)甲烷凈排放量可能會(huì)進(jìn)一步降低。