大氣與海洋

21,000年以來的東亞季風變化研究

大氣與海洋

21,000年以來的東亞季風變化研究

北京大學物理學院大氣與海洋科學系聞新宇、劉征宇教授及其合作者，用先進的氣候模式，系統地研究了古氣候學界的一個經典問題：東亞冬季風與夏季風之間的相互關系。他們的研究結果澄清了長期以來在該問題上的不同認知，為近21，000年以來的東亞季風變化研究提供了模擬證據，并為預估未來全球變暖背景下的東亞季風變化提供了科學依據；研究論文發表于《自然-通訊》。中國氣候主要受季風系統影響。人們通常認為東亞夏季風與冬季風彼此呈負的相關關系，即夏季風強時冬季風弱，反之亦然；這一未經充分證實的先驗假設關系一直被用來解釋東亞現代氣候變化和古氣候演化的諸多問題。然而，基于超長時間連續模擬試驗的結果證實冬季風和夏季風本質上并沒有內在、必然的聯系，只是在不同時間尺度上各自對多種外強迫有不同的響應機理。

20,000年來觀測與模擬的東亞季風指數和相關物理參數的演化

TRACE季風索引和相關實驗

南黃海第四紀年代地層學研究

中國地質調查局青島海洋地質研究所“大陸架科學鉆探”項目組，通過對采自南黃海陸架的鉆孔（CSDP-1，孔深300.1米）進行高分辨磁性地層學等研究，最終建立了鉆孔的磁性地層年代框架，相關研究發表于《第四紀科學評論》。根據巖石磁學的測試結果，該孔的磁性礦物比較復雜，既有低矯頑力的磁鐵礦，又有中等矯頑力的膠黃鐵礦，還有高矯頑力的赤鐵礦。這些磁性礦物既可單獨存在，又可以組合共存，給古地磁定年帶來了一定的困難。研究采用交變退磁與熱退磁數據相結合的方法建立鉆孔的磁性地層，成功地獲取了沉積物原生的剩磁信息，最終建立了鉆孔的磁性地層年代框架。磁性地層顯示鉆孔高斯正極性期和松山反極性期的界線（G/M：2588 ka）位于227 米附近。

降水影響下的生物氣溶膠的釋放

中科院大氣物理研究所傅平青研究團隊，揭示了北京春季一次降水過程中真菌類氣溶膠、類細菌氣溶膠以及非熒光生物顆粒物在降水不同時期的變化特征，研究論文發表于《科學報告》。生物氣溶膠是大氣有機氣溶膠的重要組成部分，既分布在細粒子模態也分布在粗粒子模態。生物氣溶膠不僅可以作為云凝結核和冰核來參與天氣氣候過程，部分生物氣溶膠還是人體過敏原。降水有助于地表生物氣溶膠（真菌孢子、細菌等）釋放到大氣中，但限于研究手段的限制，對降水過程不同階段的實時在線觀測研究仍很有限，因此，對降水過程中生物氣溶膠的詳細特征的了解仍存在很大缺失。真菌類氣溶膠在降水前期和后期釋放增加，空氣中數濃度增加兩倍多，而在降水中期，類細菌生物氣溶膠數濃度加倍。

全球增溫減緩背景下中國驟發干旱增加

中科院大氣物理研究所袁星研究員、謝正輝研究員與英國氣象局Peili Wu研究員和中國氣象局干旱所李耀輝研究員合作，研究了驟發干旱的長期變化趨勢，研究論文發表于《科學報告》。驟發干旱更有可能在濕潤半濕潤地區發生，如中國南方和東北地區。從1979到2010年，中國驟發干旱增加了109%。這種增長主要由長期變暖引起，但與土壤濕度下降和蒸散作用增強也有關。與全球溫度變化相似，自1997/98強厄爾尼諾事件以后中國增溫減緩，其對驟發干旱的影響被土壤水分含量降低和蒸散發增強抵消，從而導致在增溫停滯期間驟發干旱的發生加倍。驟發干旱與全球氣候變化直接相關，它與高溫、熱浪相伴，而全球變暖則會導致高溫等極端天氣事件增加。氣候變暖可能會在未來幾十年中加重中國的驟發旱情。

東亞海運排放清單研究表明亟待加強遠洋船舶排放監管

清華大學環境學院劉歡副教授等采用衛星和岸邊基站追蹤數據研究了東亞海運排放帶來的健康與氣候影響，相關結果發表在《自然-氣候變化》雜志上。海運是全球運輸業的基石和大宗商品首選的運輸方式，但海運會產生大量溫室氣體和多種大氣污染物排放。東亞是全球海運最繁忙和發展增速最快的區域（目前占據全球十大港口中的八個席位，貢獻全球30%以上的貨物裝卸量），但受技術方法的限制，精準的東亞海運排放清單一直缺失。2013年，來自東亞船舶的二氧化碳排放量占全球海運排放量的16%。海運帶來的空氣污染每年造成大約14500至37500人的過早死亡，并且給氣候系統帶來了短期和長期變化。研究結果表明，控制船舶排放不僅對應對氣候變化非常重要，對減少貿易對于當地人群的健康影響有意義。

東亞船舶排放導致的過早死亡人數（每0.5網格）

東亞地區遠洋船舶的污染物排放清單（以二氧化碳為例）

中國石筍氧同位素記錄揭示過去64萬年亞洲季風氣候變化歷史

西安交通大學程海教授及其合作者基于我國洞穴石筍氧同位素記錄在亞洲季風氣候變化歷史研究成果發表于《自然》雜志。研究團隊利用高精度鈾（U）-釷（Th）定年和穩定同位素測試分析，將亞洲季風的洞穴石筍氧同位素記錄延伸至過去64萬年，即U-Th測年方法的年齡上限。該項研究給出了一份迄今最為詳細和準確的64萬年以來亞洲季風強度變化的歷史記錄，證實了過去7次主要冰期結束和千年尺度氣候事件的發生是由歲差（地球的軸進動）引起的太陽輻射變化驅動的。研究同時指出距今40萬年前后和最近2000年的氧同位素記錄可為預測未來的氣候變化提供參考。

赤道印度洋Wyrtki急流年際變異

國家海洋局第一海洋研究所海氣中心青年學者段永亮博士等，將赤道印度洋Wyrtki急流年際變異新進展發表于《科學報告》。該研究利用國家海洋局“全球變化與海氣相互作用專項”于2013年布放在赤道印度洋85°E的深海潛標觀測數據，揭示了2013年春季與秋季Wyrtki急流演化特征，發現兩次急流過程都發生在海洋上層130米內，且只持續一個月，相對于氣候態呈現強度更強、范圍更深、時間更短等特征。值得注意的是，春季急流強度超過同年的秋季急流，這與已有認識截然不同，而且秋季急流的盛期出現在12月份，與氣候態相比延遲近1個月。2013年異常Wyrtki急流變異是由季節內震蕩事件所導致，這一假設也被數值試驗進一步驗證。

印度洋深海沉積物中分離獲得深海微生物活性硝基化合物

中科院南海海洋研究所劉永宏研究團隊與暨南大學徐石海教授、中科院華南植物園魏孝義研究員合作，在深海微生物活性物質的研究中取得新進展，陳盛添從一株印度洋深海沉積物來源真菌，成功分離獲得具有抗炎活性的硝基苯反式環氧酰胺二聚體化合物，研究結果發表于《有機化學通訊》。研究人員從Penicillium chrysogenum SCSIO41001中，分離獲得了三個硝基苯反式環氧酰胺Chrysamides A-C （1-3），其中化合物ChrysamideA結構中含有一個新穎的7-oxa-2，5- diazabicyclo［2.2.1］heptane二環系統，為自然界首個硝基苯反式環氧酰胺二聚體。同時確定了Chrysamides A-C新穎結構的立體構型。分離獲得的硝基苯反式環氧酰胺化合物中，Chrysamide C 對炎癥因子IL-17具有顯著的抑制活性。