氣候環境

氣候變化影響青藏高原湖泊的遙感研究

中國科學院東北地理與農業生態研究所地理景觀遙感學科組、水環境遙感學科組，與美、英研究團隊合作，利用Landsat系列衛星遙感影像對四個時期(1977、1990、2000、2014）青藏高原的湖泊進行空間制圖，并整合氣象資料、冰川和凍土文獻數據，深入探討區域湖泊變化及其主控因素的時空異質性，研究論文發表于Remote Sensing。與我國北方干旱區和極地地區不同，近40年間青藏高原整體上呈現氣候變暖變濕、湖泊面積和數量增加的趨勢，但高原內部湖泊變化具有明顯的空間異質性。氣候變濕和冰川融化是主導高原湖泊變化的主要因素，但部分流域湖泊受氣候干旱或凍土退化影響，湖泊面積呈現萎縮趨勢。

不同時期青藏高原湖泊面積對氣候變化的響應格局（圖片來源于Remote Sens）

青藏高原湖泊分布格局與時間動態（圖片來源于Remote Sens）

氮沉降對土壤微生物多樣性影響

中國科學院沈陽應用生態研究所生物地球化學組王超及其合作者整理了包括171個Shannon指數和102個Chao1指數在內的全球198個施氮模擬實驗樣點的土壤微生物多樣性數據，分析了氮添加后細菌和真菌多樣性的變化及與微生物生物量變化的關系，研究論文發表于Soil Biology and Biochemistry。氮增加顯著降低了細菌和真菌的Shannon和Chao1指數；氮增加顯著降低了酸桿菌門（Acidobacteria）和硝化螺旋菌門（Nitrospirae）微生物的相對多樣性；氮增加情況下，土壤微生物生物量的降低與多樣性的降低呈現顯著正相關性；氮增加情況下，土壤養分變化是影響微生物多樣性變化的主要因素，而非pH值的變化。

太陽風能流調制熱帶氣旋活動的新機制

中國科學院國家空間科學中心空間天氣室研究員王赤研究團隊，與中國科學院院士、南京信息工程大學教授王會軍研究團隊合作，以熱帶氣旋活動為切入點，開展深入的學科交叉研究，著重考察太陽風能流與全球變化的影響，研究論文發表于Atmospheric and Oceanic Science Letters。全球熱帶氣旋活動的年度累積總能量在1994年之前持續升高，隨后又開始下降；與傳統的氣候學考察因子，如太陽黑子數、太陽總輻照、太陽10.7cm輻射、熱帶海平面溫度以及南方濤動指數等相比，太陽風能流與全球熱帶氣旋活動的相關性最好；劇烈地磁活動期間的熱帶氣旋強度更大。

顯生宙最大冰期事件的演變過程

中國科學院南京地質古生物研究所晚古生代團隊陳吉濤研究員等通過對相關地層的鍶、碳同位素綜合研究，認為顯生宙最大的一次冰期事件——晚古生代大冰期的開始，是由大陸風化和有機碳在陸地上的埋藏（形成煤炭）所導致，并提出大冰期的最高峰是由有機碳埋藏由大陸轉向海洋導致；研究論文發表于Geology。通過將該鍶同位素與同時期全球無機碳同位素以及古二氧化碳濃度等的對比研究，佐證了晚古生代大冰期的起始與加強是由大陸風化和有機碳在陸地上的埋藏（形成大量煤炭）導致的，同時提出大冰期的最高峰是在大陸風化整體下降及熱帶雨林植被更替的背景下，有機碳埋藏由大陸轉向海洋所導致。

大尺度氣候變暖加劇北京持續性霾頻發

北京城市氣象研究所裴琳博士與中國科學院大氣物理研究所嚴中偉研究員等人的研究指出，20世紀80年代以來西北太平洋冬季海溫顯著變暖，激發的大氣環流異常有助于東亞冬季風減弱，特別表現在華北一帶比以往更頻繁地出現異常南風天氣，這是近幾十年北京冬季持續霾事件趨頻的大尺度氣候變化背景；研究論文發表于Atmospheric Chemistry & Physics。研究解釋了大尺度氣候變化是如何通過局地大氣環流演變促使北京持續霾天氣趨頻的一種具體機制。根據這一研究，大尺度氣候變暖或將加劇華北重霾治理的難度。因而，聯系區域污染治理和全球減排溫室氣體，需要從更宏觀的角度來認識和把握問題。

從1980年到2016年相關系數研究（圖片來源于Atmospheric Chemistry & Physics）

西北太平洋增溫—東亞冬季風系統減弱—北京持續霾事件增多之聯系機制示意（圖片來源于Atmospheric Chemistry & Physics）

潛水埋深變化影響荒漠深根植物養分吸收

中國科學院新疆生態與地理研究所策勒站曾凡江團隊以典型的塔克拉瑪干沙漠南緣荒漠—綠洲過渡帶的主要建群種駱駝刺為研究對象，通過2015年-2016年連續2年的野外試驗（潛水埋深分別為2.5米、4.5米和11.0米），研究了潛水埋深對荒漠深根植物駱駝刺中的碳、氮和磷的生態化學計量學特征變化，研究論文發表于Frontiers in Plant Science。水分和養分是維持植物正常生長及影響陸地生態系統生產力的重要因子。在干旱區，水分還直接決定著綠洲的生存和發展。該研究闡明了干旱生態系統中，潛水埋深變化對荒漠深根植物中碳、氮和磷化學計量學特征的影響。

全新世東亞夏季風降水變率研究

南京大學地理與海洋科學學院陸福志、馬春梅等通過對長江下游太湖西部湖沼沉積物的高分辨率孢粉分析、加速器質譜碳十四測年，結合東亞花粉數據庫和現代氣候數據集，采用花粉氣候模型定量重建檢驗了長江下游一萬二千年以來的年降水和夏季降水，采用TraCE-21 ka古氣候瞬變模擬評估了太陽輻射和溫室氣體對東亞夏季風降水的貢獻，研究論文發表于Climate Dynamics。全新世大暖期夏季降水（梅雨）比現在高出30%左右。因此，未來CO2排放引起的全球變暖可能將導致長江下游降水增加。古氣候模擬比較項目（PMIP）模型低估了大暖期降水的增加幅度。

印度洋海溫主模態對晚春青藏高原熱源年際變率的調制作用

中國科學院大氣物理研究所段安民研究員等開展海陸外強迫因子之間聯系和相互作用研究，相關論文發表于Advances in Atmospheric Sciences。研究人員從月平均尺度上考察與高原熱源緊密相關的海洋遙強迫信號，發現不同于2～4月的情形，隨著從冬到夏西風帶的北撤，孟加拉灣夏季風的爆發使得背景環流發生轉向，5月高原地面熱源的強度主要受到IOBM信號的影響。通過資料分析和數值模擬，其過程可簡單總結為：當春季IOBM處于暖位相年份時，由于加強的局地Hadley環流，高原上空云量、輻射、降水均發生相應變化，從而使得地表感熱加熱顯著偏強。