气候环境

从沙漠到香格里拉，揭秘青藏高原东部隆升历史

中国科学院青藏高原研究所丁林院士带领的碰撞隆升及影响团队揭秘香格里拉的前世今生。相关成果发表于《科学通报》（Science Bulletin）。以稻城香格里拉为代表的青藏高原东部高海拔森林景观曾经是一片低地沙漠，直到3400万年前才转变为现今的模样。研究成果重建了青藏高原东部5000万～3400万年前，从约600米的低海拔沙漠到约3500米海拔高山森林的隆升历史，揭示了约距今5000万年至距今3400万年的中-晚始新世，一个独特的古亚洲季风系统和以稻城香格里拉为代表的横断山现代生物多样性热点的形成过程；进一步了解了季风对未来全球变化的敏感性，以及如何影响生物多样性和生态系统功能。

全球灌溉农业融雪依赖度及气候风险的远程耦合机制

北京大学环境学院覃栎课题组与国内外合作单位共同搭建了气候变化下灌溉农业融雪依赖区的风险传递综合评估框架，为揭示气候风险的远程耦合机制提供新研究范式做出了重要尝试。相关成果发表于《自然·气候变化》（Nature Climate Change）。气候变化和全球化背景下，国际贸易驱动了灌溉农业所面临的局地融雪风险在全球范围内的远程耦合。相关研究揭示的气候风险远距离传递和再分配机制意味着全球必须在更大范围内制定气候适应性策略，这同时有助于推进全球性气候减缓行动的积极合作，为应对气候变化引发的灌溉农业融雪风险和保障全球粮食安全提供科学支撑。

热带海洋增暖或致东亚季风区多雨

同济大学海洋地质国家重点实验室教授翦知湣团队发现热带海洋变暖对东亚季风气候具有强化作用，首次从能量学角度阐释了低纬海洋过程在气候演变中的驱动作用，为解答海—陆水热循环联系提供了最新见解。相关成果发表于《自然》（Nature）。文章综合利用现代观测、古环境替代指标，以及海气耦合模式和水同位素数值模式的瞬变模拟，从暖池区上层海洋热含量（而非表层海水温度）的角度探索水汽潜热传输，通过海陆之间的水同位素梯度来衡量全球季风水循环强度，不仅拓展了古海洋与古气候的能量学研究新领域，也可为现代和未来气候变化提供“以古论今”的新思路。

食品系统氮污染减缓策略研究

中国科学院城市环境研究所可持续城镇化与智慧城市研究组吝涛等人开发出一套将氮流动与可持续发展策略相结合的区域食品源氮足迹计算模型，并将其用于模拟福建省食品系统全生命周期过程中的氮输入、排放和循环。相关成果发表于《资源，保护和回收》（Resources， Conservation & Recycling）。结果显示，循环食品系统策略会显著减少福建省环境氮排放（39.5%），其次是减少食品损失和浪费策略（17.9%），而城乡居民均衡饮食则会增加15.5%的氮排放。因此，将居民的食品消费、牲畜养殖、水产养殖和作物种植有效整合在同一系统内，可以实现较低的氮排放。

珠江形成于3000万年前

中国科学院海洋研究所万世明与国内外合作者通过南海北部的陆源碎屑沉积记录约束了过去3500万年以来研究区沉积物物源演化，揭示类似现代规模的珠江流域形成于约3000万年前，源于青藏高原东南部隆升和中国东部地形倒转。相关成果发表于《地球与行星科学通讯志》（Earth and Planetary Science Letters）。现代珠江发源于云贵高原，流经华南地块（包括华夏地块和扬子地块），自广州汇入南海，是我国境内仅次于长江、黄河的第三长河。文章基于南海北部晚始新世约3500万年以来长期、连续且高分辨率的沉积记录，在国际上首次精确限定了珠江的发育和形成历史，明确高原隆升驱动了珠江演化过程。

热泵在中国实现2060年“碳中和”目标中的作用被低估

上海交通大学王如竹教授领衔的能源-空气-水ITEWA创新团队梳理了中低温供热当前和未来在民用部门和工业部门的潜在应用领域，从技术到系统应用层面总结热泵技术装备在民用、工业等部门的新进展，提出热泵优化发展方向；并结合未来电力减排趋势，分析热泵的碳减排潜力。相关成果发表于《工程》（Engineering）。文章希望让热泵从被严重低估的角色得以受到关注，尤其是热泵可以解决大部分建筑供热需求及超过40%的工业热能需求。在未来可再生电力高占比场景，热泵可以实现近20亿吨CO2排放量的减排，达到2019年中国碳排放总量的近20%。热泵可以为我国达成2060年“碳中和”目标发挥重要作用。

短期气候预测研究

中国科学院大气物理研究所郑飞研究员课题组利用CAS-ESM-c超前2个月的成功预测来探索2020/2021年冬季寒潮爆发的物理机制。相关成果发表于《气候动力学》（Climate Dynamics）。中国科学院地球系统模式气候模式版本CAS-ESM-c提前给出了我国中东部气温异常偏低的预测结果。研究人员通过分析初始场中的北半球海温配置和集合预测成员中的优劣差异，指出对2020/2021年冬季寒潮入侵的成功预测，源于对暖北极冷热带的海洋初始条件的精准刻画，以及合理体现前期秋季北极偏暖的气候效应。暖北极冷热带的海洋初始条件为极端寒潮入侵提供了背景条件，半球尺度的经向梯度减弱有利于冷空气入侵的频繁发生。

大气天然源高含氧有机物生成的新机制

复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院赵德峰课题组与其合作者针对天然源VOC中的主要类别之一单萜烯，选择全球排放量最大的α-蒎烯为代表，研究了其在日间HOM的生成过程。相关成果发表于《科学进展》（Science Advances）。二次有机气溶胶（SOA）是大气气溶胶的重要组成部分，其恶化区域空气质量，危害人群健康，并通过散射吸收太阳辐射和作为云凝结核影响成云从而影响全球气候。SOA由挥发性有机物（VOC）作为前体物通过大气氧化反应转化生成，其中高含氧有机分子（HOM）是VOC转化生成SOA中的关键中间物种。文章进一步评估了H摘除途径在大气环境中的重要意義。