天文地理

太陽暗條和冕環(huán)之間的磁重聯(lián)過程中的精細(xì)結(jié)構(gòu)和詳細(xì)演化

中科院國家天文臺李樂平副研究員與國內(nèi)外學(xué)者合作發(fā)現(xiàn)磁重聯(lián)精細(xì)結(jié)構(gòu)及其演化，研究結(jié)果發(fā)表于《自然-物理》。磁重聯(lián)是方向相反的磁力線相互靠近、斷開再重新連接的現(xiàn)象。它在無垠宇宙中所有磁化等離子體系統(tǒng)（如日冕、恒星冕等離子體實驗室等）中扮演著十分重要的角色，是磁能爆炸式釋放轉(zhuǎn)化為其它形式能量的基本物理過程。在天體物理研究中，它常被用來解釋多種天文現(xiàn)象（如太陽耀斑、暗條爆發(fā)和伽馬暴等），但直接觀測磁重聯(lián)過程極其困難。通過分析太陽動力學(xué)天文臺和日地關(guān)系天文臺兩顆衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)爆發(fā)暗條碰到冕環(huán)時，它們相互作用，構(gòu)成了典型的X型重聯(lián)結(jié)構(gòu)，證實了三維磁重聯(lián)理論。

帕米爾東北緣前陸盆地物源變化對西構(gòu)造結(jié)印度板塊與亞洲南緣47Ma碰撞時間的約束

中科院地質(zhì)與地球物理研究所孫繼敏研究員與其合作者，對帕米爾東北緣前陸盆地奧依塔克剖面，開展了砂巖成分、同位素物源示蹤等綜合研究，相關(guān)成果發(fā)表于《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》。印度板塊與歐亞板塊的碰撞時間是青藏高原研究中歷時最長、爭議最大的熱點(diǎn)問題之一，是青藏高原研究中的重要問題。研究顯示奧依塔克剖面新增了來自科希斯坦-拉達(dá)克弧以及喀喇昆侖的物源，排除了南帕米爾來源的可能性。隨著帕米爾弧形構(gòu)造帶呈突刺狀向北強(qiáng)烈擴(kuò)展和遠(yuǎn)程效應(yīng)影響，帕米爾北緣不斷隆升，逐漸阻隔了來自科希斯坦、喀喇昆侖地體的物質(zhì)，新的物質(zhì)來源以帕米爾、昆侖山地體為主。

新毫秒脈沖星

中科院國家天文臺李菂研究團(tuán)隊與澳大利亞科學(xué)家合作，在杜鵑座47球狀星團(tuán)的找到了2顆新的毫秒脈沖星，命名為J0024-7204aa和J0024-7204ab。把杜鵑座47球狀星團(tuán)的已知脈沖星數(shù)目從23顆更新為25顆，研究結(jié)果發(fā)表于《英國皇家天文學(xué)月刊》。這一發(fā)現(xiàn)將多次觀測的時域信號做傅立葉變換，在頻域?qū)⒐β首V對齊累加，提高信噪比，有助于探測到更弱的脈沖星信號。其中J0024-7024aa的色散值為杜鵑座47中最大，且自轉(zhuǎn)周期為1.84毫秒，為杜鵑座47中周期最短，在所有脈沖星中排在第12位。球狀星團(tuán)富含毫秒脈沖星和脈沖雙星系統(tǒng)，為FAST重要觀測目標(biāo)。針對FAST早期漂移巡天中重復(fù)觀測的特點(diǎn)，應(yīng)用非相干疊加方法可提高FAST脈沖星探測能力。

湖泊富營養(yǎng)化對砷循環(huán)的影響

中科院城市環(huán)境研究所顏昌宙團(tuán)隊對水和沉積相中砷形態(tài)的空間分布與季節(jié)變化、相關(guān)水體理化參數(shù)等開展系統(tǒng)研究，揭示了富營養(yǎng)化對湖泊環(huán)境中砷的生物地球化學(xué)循環(huán)的影響，相關(guān)成果發(fā)表于《整體環(huán)境科學(xué)》。在太湖流域按人類活動強(qiáng)度梯度選取不同富營養(yǎng)化水域，建立長期定位生態(tài)環(huán)境觀測站。分析表明，夏、秋季重度富營養(yǎng)化水域中總砷和五價砷的含量相對較高，其分布明顯受到總磷、鐵、錳和溶解性有機(jī)碳的影響；夏季重度和中度富營養(yǎng)化水域的三價砷和甲基砷的含量與占比（占總砷的比例）均明顯高于中營養(yǎng)水域。富營養(yǎng)化環(huán)境引起磷、葉綠素a、鐵、錳和有機(jī)碳等主要水質(zhì)參數(shù)的變化，有利于水生態(tài)系統(tǒng)中砷的生物地球化學(xué)循環(huán)。

爆發(fā)暗條和冕環(huán)之間磁重聯(lián)發(fā)生前（a和d）、過程中（b和e）和發(fā)生后（c和f）的SDO/AIA 335埃和171埃圖像觀測

爆發(fā)暗條和冕環(huán)之間磁重聯(lián)發(fā)生前（a）、過程中（b）和發(fā)生后（c）的示意圖

赤道太平洋溫躍層內(nèi)動力過程

中科院海洋研究所王凡研究組報道了赤道太平洋溫躍層內(nèi)小尺度動力過程研究的最新進(jìn)展，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《自然-通訊》雜志。帶溫躍層內(nèi)部的小尺度動力過程能夠影響溫躍層的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，從而決定厄爾尼諾的強(qiáng)弱及其發(fā)展過程。該研究利用研究海區(qū)所有的Argo浮標(biāo)觀測數(shù)據(jù)和熱帶大氣海洋觀測陣列（TAO）的高分辨率觀測數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用多種診斷方法，確認(rèn)了赤道太平洋冷舌區(qū)強(qiáng)混合過程在溫躍層內(nèi)的普遍存在性，發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)混合過程在溫躍層下半部分和赤道潛流下半部分的存在性，揭示了強(qiáng)混合過程的發(fā)生規(guī)律，即其在熱帶不穩(wěn)定波（Tropical instability Wave，TIW）發(fā)生期間和在拉尼娜氣候狀態(tài)下發(fā)生的頻率更大，發(fā)生的層次更深。該成果可為厄爾尼諾和南方濤動機(jī)理研究和數(shù)值模式改進(jìn)帶來重要啟示。

地球表層建模基本定律

中科院地理科學(xué)與資源研究所研究員岳天祥研究團(tuán)隊通過微分幾何學(xué)與優(yōu)化控制論的有機(jī)結(jié)合，建立了以衛(wèi)星遙感/全球模型輸出的宏觀近似信息為驅(qū)動場，以地面觀測/空間采樣數(shù)據(jù)為優(yōu)化控制條件的高精度曲面建模（HASM）方法，研究成果發(fā)表于《環(huán)境地球科學(xué)》雜志。高精度曲面建模方法被廣泛應(yīng)用于模擬數(shù)字高程、土壤屬性、生態(tài)服務(wù)變化、生態(tài)系統(tǒng)變化驅(qū)動力等空間動態(tài)。在高精度曲面建模理論與方法及其廣泛應(yīng)用成果的基礎(chǔ)上，提煉形成了地球表層建模基本定律（FTESM）：地球表層及其環(huán)境要素曲面由外蘊(yùn)量和內(nèi)蘊(yùn)量共同唯一決定，在空間分辨率足夠細(xì)的條件下，地球表層及其環(huán)境要素的高精度曲面可運(yùn)用HASM方法構(gòu)建。

熱帶氣旋生成過程研究

中科院大氣物理研究所研究員崔曉鵬團(tuán)隊針對南海熱帶氣旋生成過程開展了一系列研究工作，研究成果發(fā)表于美國氣象學(xué)會《Mon. Wea. Rev》雜志。熱帶氣旋（Tropical Cyclone，簡稱TC）是在熱帶或副熱帶暖洋面上生成的、具有暖心、低壓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈風(fēng)暴，TC在全球三個海區(qū)影響最大，即西北太平洋、西北大西洋和孟加拉灣。TC是低緯度地區(qū)重要的空中水資源，能極大緩解當(dāng)?shù)睾登楹透邷兀鼛淼谋┯辍⒋箫L(fēng)、暴潮及其引發(fā)的災(zāi)害，卻是對人類威脅最大的自然災(zāi)害之一。研究揭示了南海TC“榴蓮”生成期間的動能收支特征和過程，給出了動能收支概念模型。

銀河系衛(wèi)星星系奇異分布的可能起源

中科院紫金山天文臺南極天文和射電天文研究部研究員康熙團(tuán)隊研究了銀河系衛(wèi)星星系的速度分布，指出其奇異分布可以用目前流行的冷暗物質(zhì)模型解釋；與大部分漩渦星系不一樣，宇宙中呈現(xiàn)銀河系衛(wèi)星星系這種分布的可能性只有1%。；相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《英國皇家天文學(xué)月刊》。數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這種奇異分布跟星系群的形成歷史有關(guān)，大約1%的星系群在其形成過程中只吞食了一個大質(zhì)量衛(wèi)星星系，吞食的其他衛(wèi)星星系質(zhì)量都偏小，因此形成了類似銀河系這樣的一個較大的空白區(qū)域。銀河系可以很自然地呈現(xiàn)出衛(wèi)星星系的奇異分布，而不需要借助其他解決辦法，只不過這種情況出現(xiàn)的概率偏小，意味著銀河系在宇宙中也許真的很特殊。endprint