等离子体层顶表面波震荡磁层和极光

等离子体层顶表面波震荡磁层和极光

中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室魏勇研究员等与国家卫星气象中心张效信研究员、北京大学濮祖荫教授、宗秋刚教授，山东大学史全岐教授等合作，结合我国风云三号卫星广角极光成像仪极光图像、国际卫星遥感和就位探测数据及地磁台站数据（涉及9颗不同轨道卫星和2个地磁台站系统），发现了PSW证据，证明了极光边界波动（命名为“锯齿极光”）是PSW的光学表象。研究论文发表于Nature Communications。此项工作发现PSW激发了向外传播的ULF波，PSW驱动的锯齿极光在磁暴期间的发生频率高于90%，表明这一物理过程是磁暴期间的常态。

土壤稀有物种与生态系统功能多样性之间的关系

中国科学院城市环境研究所朱永官团队与中国农科院合作，系统地分析了土壤细菌、真菌的多样性与土壤生态系统多功能性之间的关系。研究论文发表于Soil Biology & Biochemistry。土壤是地球上生物多样性最高的栖息地，其中最活跃的成分是土壤微生物，1克土壤中包含4亿？20亿个原核生物、数十万真菌孢子及数万原生动物。土壤微生物是全球生物地球化学循环的重要驱动因子，在维持生态系统功能和服务（多功能性）方面起着重要作用。研究结果表明细菌和真菌的阿尔法多样性与土壤生态系统多功能性显著相关，此外，随机森林模型显示土壤中的稀有物种（相对丰度低于1%）所起的作用远高于其在土壤中所占的比例。

全球黄金航道的可持续性

北京大学环境科学与工程学院倪晋仁课题组提出了黄金航道的概念和识别方法，并构建了全球黄金航道可持续性的综合评价體系。研究论文发表于Nature Communications。尽管世界大河所处自然环境和社会经济发展阶段不同，但全球黄金航道发展路径都遵循“启动—加速—趋稳”三阶段发展模式。这意味着目前仍处于欠发达或发展中的国家，在其航道开发过程中将面临发展路径选择的机遇与挑战。基于发达国家航道发展历程中的经验与教训，论文指出了黄金航道合理开发的阈值，即航道开发度不宜超过80%。在此基础上，研究进一步揭示了开发阈值所蕴含的生态制约内涵，阐释了对应于开发阈值的各类生态指标阈值。

干旱区荒漠河岸林对气候变化的敏感性研究进展

中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室研究员陈亚宁团队以塔里木河下游荒漠河岸林关键建群种胡杨为例，通过分析1957—2015年间胡杨树木生长与气象因素（气温和降水）的关系，解析胡杨长期生长过程中对气候变化的敏感性。研究论文发表于Ecological Indicators。当地下水埋深<7米时，降水可以有效地促进干旱区荒漠河岸林树木的生长，但当地下水埋深>7米时，降水对荒漠河岸林的生长并没有显著的影响。当地下水埋深<6米时，未来气温升高可以显著地促进干旱区荒漠河岸林植物的生长，而当地下水埋深>6米时，未来气候变暖反而将加剧干旱区荒漠河岸林的衰败。

低维材料中观测到可调控的切伦科夫辐射现象

上海交大物理与天文学院史志文课题组研究了在低维材料异质结构中观测到可调控的声子极化激元切伦科夫辐射现象。研究论文发表于Nano Letters。该研究利用红外扫描近场光学显微镜，在六方氮化硼（hBN）与银纳米线的简单异质结构中，观测到了可调控的切伦科夫辐射，并实现了深度亚波长尺度下对极化激元发射和传播的精确控制。当改变激发光的偏振方向时，银纳米线中的等离子体激元模式会出现传播模式和局域模式的转变。该低维材料系统中的切伦科夫辐射角度，可以通过改变激发光波长或六方氮化硼材料的厚度来调控，所观测到的切伦科夫辐射角可以用切伦科夫物理定量地描述。

高红移亚毫米波星系的星际介质和恒星形成性质

中国科学院云南天文台丽江天文观测站研究员赵应和与国内外合作者利用大型（亚）毫米波望远镜ALMA的观测数据，对红移z=4.755的亚毫米波星系——LESS 073中的一氧化碳中阶转动发射线（能级J从7到6，记作J=7-6）进行研究，揭示其中的星际介质和恒星形成性质。研究论文发表于The Astrophysical Journal。LESS 073在红外波段发出的总光度约为太阳光度的6万亿倍，尘埃温度约为58开尔文（约-215摄氏度），SFR约为每年760个太阳质量，总分子气体质量约为太阳质量的330亿倍，这意味着按照当前的SFR，其中的气体将在4300万年内消耗完。

利用太平洋年代际振荡信号提高未来15？30年南亚夏季降水变化的预测准确度

中国科学院大气物理研究所周天军研究员团队联合美国纽约州立大学奥尔巴尼分校、德国马普气象研究所等科学家研究发现，如果在预测未来15？30年的南亚夏季风降水变化时充分考虑太平洋年代际振荡（IPO）的位相变化，则能够有效减少预测结果的不确定性，提高预测结果的可信度。研究论文发表于Science Advances。IPO是指存在于太平洋海温的一种20？30年准周期的年代际振荡现象。尽管温室气体等人为辐射外强迫使南亚夏季风降水增加，但如果伴有IPO位相由负转正，则降水增加的概率将会被降低，同时印度半岛出现极端变干（湿）的概率将会增大（减小）；反之，印度半岛出现极端变湿（干）的可能性也将会增大（减小）。

北极地区甲烷净排放量研究

中国科学院深海科学与工程研究所地外海洋系统研究室研究员刘翠艳与合作者开展了北极地区甲烷净排放量研究。研究论文发表于Nature Climate Change。将最近在北极矿物土壤中发现的高亲和力甲烷氧化菌（HAMs；甲烷氧化细菌）和产甲烷菌的动力学整合到包含永冻层土壤有机碳动力学的生物地球化学模型中。新模型预测，由于永冻层中的有机碳在较暖和的气候下会更容易被微生物降解，在2017年至2100年之间湿地甲烷排放量将增加一倍。但是，高地冻土由HAMs主导的甲烷汇强度同时也在增加，抵消了大部分湿地甲烷的排放，令北极地区甲烷净排放量仅增加18%。预计北极地区甲烷净排放量可能会进一步降低。