ENN精粹

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绘制太阳能电池的新方法：3D成像ENN新闻精粹 2016年11月15日

由半导体材料的超薄膜制成的下一代太阳能电池前景非常乐观，因为它们使用起来价格相对便宜并且足够灵活，几乎能应用安装于任何一个地方。研究人员正在努力大幅提高这种薄膜太阳能电池将热能转化为电能的效率。但这是一个艰难的挑战，一部分原因是由于太阳能电池能源转换发生在我们无法观测到的薄膜表层的下面一层——太阳能电池大部分热能量转换动作的发生都不是实时发生的，无法做成像分析。

现在，美国劳伦斯伯克利国家实验室能源部的科学家团队发明了一种光学显微镜，可在太阳能电池吸收光子的时候，绘制3D能量转换图，解决了制约薄膜太阳能电池发电效率提升的一个重大瓶颈。2016年11月15日，根据顶级材料科学学术刊物——《先进材料》的报道，科学家们运用了一种叫“双光子显微术”的方法，该技术能做到在微米级别对材料的光电子动态进行拍摄。该技术依靠红外光子激光穿透PV面板，当两种低能量的光子汇聚到同一点，便有了足够的能量触发电子。电子能被追踪，科学家借此观察电子活动的持续时间。

在实验测试中，激光束能绘制一幅3D的太阳能电池材料的光电动态图。目前，该科学家团队已经运用此种技术，观察了解到碲化镉（CdTe）太阳能电池在增加某种化学物质后，能提高太阳能电池的性能。所以，这项技术能帮助研究者在提高薄膜太阳能的研究中，做出更明智的决定。

排放量的下降也有负面影响ENN新闻精粹 2016年11月21日

过去20年来，在欧洲和北美洲的大部分地区，工业排放量的下降减少了大气污染，进而减少了许多自然地区的土壤和水的污染。事实上，这种看似积极的发展也可能为这些地区带来负面影响，德国亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）的科学家将把该项研究成果发表在《全球变化生物学》杂志上。

科学家的研究结果表明，水库支流周围的河岸土壤中硝酸盐浓度的下降会导致溶解的有机碳（DOC）和磷酸盐释放的增加以及水质的恶化。如果这种情况发生在饮用水水库周边，这将可能引起后续水处理相当多的问题。

由于生物质和化石燃料的燃烧，尤其是农业生产过程中产生的焚烧，导致仍有过量的活性氮释放到大气、土壤和水中，这对生物多样性、气候和人类健康都造成非常不利的影响。然而，经过科学家数据分析，不同渠道产生的氮对大气和人类生活的影响却有着显著差异。

尽管土壤中因为氮的输入（当然主因是由于农业生产作业），许多地区地下水中的硝酸盐浓度升高到、甚至高于50mg/L的阈值，但由于减排措施的实施，大部分欧洲和北美洲的大气污染正在减少。

NASA 研究发现野火与干旱之间的关联ENN环境新闻网新闻 2017年1月10日

非洲北部的撒哈拉以南地区，几个世纪以来都在饱受干旱的困扰。近年来，位于撒哈拉沙漠南部的萨赫勒地区和从东海岸到西海岸的整个非洲大陆（从西部的塞内加尔和毛利塔尼亚到东部的苏丹和厄立特里亚）水资源短缺极其严重。最近的一次，是在2012年，干旱又一次袭击了萨赫勒地区，当时由于作物歉收和粮食价格飙升，引发了数百万人的粮食短缺。

非洲的干旱是多种因素影响所致，有自然因素也有人为因素。被称为大西洋多年代际振荡的大西洋周期性的温度变化在此产生了重要的作用，就像过度放牧一样，因为它减少了植被覆盖，使得土壤保持水分的能力下降，把光秃秃的、干燥沙漠土壤更换成植被覆盖的湿润土壤，有助于水分蒸发到大气中，产生降雨。

另一个人为因素是生物质的燃烧，牧民烧地刺激牧草生长，农民烧地将土地转变成耕地，在收获季节之后，烧地还可以去除多余的生物质。与过度放牧一道，火烧干了土壤，阻止了对流的发生，而对流能够带来降雨。产生的烟雾导致小颗粒（气溶胶）排放到空气中，这也会降低下雨的可能性。之所以发生这种现象，是因为空气中的水蒸汽凝结成某些类型和尺寸的气溶胶，这些微粒物质就是云凝结核，能够形成云层；当足够多的水蒸汽积聚的时候，雨滴才形成。但如果存在过多的气溶胶，水蒸气会大面积扩散，雨滴就不会形成。

也直到最近，科学家才将非洲北部撒哈拉以南地区的野火和降水之间的关系做了全面的分析和调查。NASA哥达德太空飞行中心的资深科学家Charles Ichoku领导的研究团队，将其研究成果发表在《环境研究快报》期刊上，揭示野火与降水之间的关联。

海洋“热沉”现象ENN新闻精粹 2016年12月23日

多个机构对全球变暖“间歇”现象进行了分析研究，科学家从平均地表温度（GMST）趋势表上分析发现，全球变暖趋缓可能出现在1998到2013年期间。这一结论发表在2016年12月23日的美国地球物理联盟杂志《地球未来》上。

研究人员特别指出，全球海洋发挥的一项重要而又显著的作用就是作为“散热器”，吸收来自大气的额外热量。平均地表温度（GMST）被认为是气候变化的关键指标。“间歇期”使得科学家们有机会了解如何测量气候系统的不确定性，以及填补科学家们这块领域认知的差距，并能帮助我们预测未来。科学家们还呼吁把继续支持当前和未来的海洋监测技术作为一种监测手段，以减少在海洋表面温度和海洋热含量的观测误差。

探索地球碳库的命运ENN新闻精粹 2016年12月1日

一项新的研究预测，变暖的温度有助于将释放到大气中的碳长时间锁定在我们这个星球上最冷的地方。

美国太平洋西北国家实验室（PNNL）的科学家，土壤与气候专家凯瑟琳·托德·布朗，通过利用世界各地49个独立的实地实验收集的数据对此进行了分析，科学家将此研究结论发表在2016年12月1日刊发的《自然》杂志上。

土壤是一个巨大的碳储存器——我们脚底下的土地所存储的碳要比树叶中存储的碳多得多。在世界上最冷的地方尤其如此，在那里，缓慢的微生物活动有助于保持对碳的锁定。过去的许多研究表明，随着温度的升高，更多的碳将从土壤里被释放到空气中。但另外一些研究表明，这种方式释放出来的碳是可以通过其他生物活动得以被平衡的。例如，温度高的地区，植物会非常茂盛，空气中更多的二氧化碳会被这些植物吸收，从而二氧化碳进入那些植物和周围的土壤中。

从土壤到空气，或从空气到植物和土壤——这种碳交换方式以及交换比率将是未来地球的核心。当二氧化碳在大气中时，它就是温室气体，会使地球变暖。但当二氧化碳在土壤中时，对气候的影响就较小。

甲烷排放量激增 影响改善气候变化的努力ENN新闻精粹 2016年12月13日

甲烷是一种强大的温室气体，也是造成全球气候变化的一个原因，现在在大气中的增长速度比过去二十年中的任何其他时间都要快。一个国际科研团队在2016年12月12日出版的《环境研究通讯》杂志上发表论文称，空气中的甲烷浓度自2007年开始大幅上升，在2014年和2015年急剧增长并达到峰值。

论文称，2014年和2015年两年间，甲烷浓度每年上升十亿分之10，而21世纪初，这一增长速度为平均每年十亿分之0.5左右，二者形成鲜明对比。研究表明，近年来CO2排放的增长已经趋缓，但甲烷排放似乎在飞速增长。

论文第一作者、法国实验科学和研究实验室研究员马瑞儿·桑诺伊斯表示，“造成此次排放峰值的原因还不清楚，但来自热带地区农业来源的排放可能起到了主要作用”。数据表明，自然资源如沼泽和湿地也会产生甲烷，但每年大气中60%的甲烷来自人类活动。例如牧场里牛消化道就能排出大量甲烷。联合国粮食及农业组织的数据显示，1994年到2014年全世界存量牛从13亿头增加到了近15亿头。另一方面，稻田里被水淹没的土壤也为微生物产生大量甲烷创造了条件。此外，北美环保主义人士认为，化石燃料勘探也可让甲烷从油气井中大量泄漏出去。

据一系列来自甲烷排放的数据和计算机模型共同计算的结果表明，在过去20年间，甲烷排放发生了很大变化——2000年到2006年，大气中甲烷增长微乎其微，2007年后则发生了巨大变化。

编译/徐芳 夏威