氣候環境

從沙漠到香格里拉，揭秘青藏高原東部隆升歷史

中國科學院青藏高原研究所丁林院士帶領的碰撞隆升及影響團隊揭秘香格里拉的前世今生。相關成果發表于《科學通報》（Science?Bulletin）。以稻城香格里拉為代表的青藏高原東部高海拔森林景觀曾經是一片低地沙漠，直到3400萬年前才轉變為現今的模樣。研究成果重建了青藏高原東部5000萬～3400萬年前，從約600米的低海拔沙漠到約3500米海拔高山森林的隆升歷史，揭示了約距今5000萬年至距今3400萬年的中-晚始新世，一個獨特的古亞洲季風系統和以稻城香格里拉為代表的橫斷山現代生物多樣性熱點的形成過程；進一步了解了季風對未來全球變化的敏感性，以及如何影響生物多樣性和生態系統功能。

全球灌溉農業融雪依賴度及氣候風險的遠程耦合機制

北京大學環境學院覃櫟課題組與國內外合作單位共同搭建了氣候變化下灌溉農業融雪依賴區的風險傳遞綜合評估框架，為揭示氣候風險的遠程耦合機制提供新研究范式做出了重要嘗試。相關成果發表于《自然·氣候變化》（Nature?Climate?Change）。氣候變化和全球化背景下，國際貿易驅動了灌溉農業所面臨的局地融雪風險在全球范圍內的遠程耦合。相關研究揭示的氣候風險遠距離傳遞和再分配機制意味著全球必須在更大范圍內制定氣候適應性策略，這同時有助于推進全球性氣候減緩行動的積極合作，為應對氣候變化引發的灌溉農業融雪風險和保障全球糧食安全提供科學支撐。

熱帶海洋增暖或致東亞季風區多雨

同濟大學海洋地質國家重點實驗室教授翦知湣團隊發現熱帶海洋變暖對東亞季風氣候具有強化作用，首次從能量學角度闡釋了低緯海洋過程在氣候演變中的驅動作用，為解答海—陸水熱循環聯系提供了最新見解。相關成果發表于《自然》（Nature）。文章綜合利用現代觀測、古環境替代指標，以及海氣耦合模式和水同位素數值模式的瞬變模擬，從暖池區上層海洋熱含量（而非表層海水溫度）的角度探索水汽潛熱傳輸，通過海陸之間的水同位素梯度來衡量全球季風水循環強度，不僅拓展了古海洋與古氣候的能量學研究新領域，也可為現代和未來氣候變化提供“以古論今”的新思路。

食品系統氮污染減緩策略研究

中國科學院城市環境研究所可持續城鎮化與智慧城市研究組吝濤等人開發出一套將氮流動與可持續發展策略相結合的區域食品源氮足跡計算模型，并將其用于模擬福建省食品系統全生命周期過程中的氮輸入、排放和循環。相關成果發表于《資源，保護和回收》（Resources，?Conservation?&?Recycling）。結果顯示，循環食品系統策略會顯著減少福建省環境氮排放（39.5%），其次是減少食品損失和浪費策略（17.9%），而城鄉居民均衡飲食則會增加15.5%的氮排放。因此，將居民的食品消費、牲畜養殖、水產養殖和作物種植有效整合在同一系統內，可以實現較低的氮排放。

珠江形成于3000萬年前

中國科學院海洋研究所萬世明與國內外合作者通過南海北部的陸源碎屑沉積記錄約束了過去3500萬年以來研究區沉積物物源演化，揭示類似現代規模的珠江流域形成于約3000萬年前，源于青藏高原東南部隆升和中國東部地形倒轉。相關成果發表于《地球與行星科學通訊志》（Earth?and?Planetary?Science?Letters）。現代珠江發源于云貴高原，流經華南地塊（包括華夏地塊和揚子地塊），自廣州匯入南海，是我國境內僅次于長江、黃河的第三長河。文章基于南海北部晚始新世約3500萬年以來長期、連續且高分辨率的沉積記錄，在國際上首次精確限定了珠江的發育和形成歷史，明確高原隆升驅動了珠江演化過程。

熱泵在中國實現2060年“碳中和”目標中的作用被低估

上海交通大學王如竹教授領銜的能源-空氣-水ITEWA創新團隊梳理了中低溫供熱當前和未來在民用部門和工業部門的潛在應用領域，從技術到系統應用層面總結熱泵技術裝備在民用、工業等部門的新進展，提出熱泵優化發展方向；并結合未來電力減排趨勢，分析熱泵的碳減排潛力。相關成果發表于《工程》（Engineering）。文章希望讓熱泵從被嚴重低估的角色得以受到關注，尤其是熱泵可以解決大部分建筑供熱需求及超過40%的工業熱能需求。在未來可再生電力高占比場景，熱泵可以實現近20億噸CO2排放量的減排，達到2019年中國碳排放總量的近20%。熱泵可以為我國達成2060年“碳中和”目標發揮重要作用。

短期氣候預測研究

中國科學院大氣物理研究所鄭飛研究員課題組利用CAS-ESM-c超前2個月的成功預測來探索2020/2021年冬季寒潮爆發的物理機制。相關成果發表于《氣候動力學》（Climate?Dynamics）。中國科學院地球系統模式氣候模式版本CAS-ESM-c提前給出了我國中東部氣溫異常偏低的預測結果。研究人員通過分析初始場中的北半球海溫配置和集合預測成員中的優劣差異，指出對2020/2021年冬季寒潮入侵的成功預測，源于對暖北極冷熱帶的海洋初始條件的精準刻畫，以及合理體現前期秋季北極偏暖的氣候效應。暖北極冷熱帶的海洋初始條件為極端寒潮入侵提供了背景條件，半球尺度的經向梯度減弱有利于冷空氣入侵的頻繁發生。

大氣天然源高含氧有機物生成的新機制

復旦大學大氣與海洋科學系/大氣科學研究院趙德峰課題組與其合作者針對天然源VOC中的主要類別之一單萜烯，選擇全球排放量最大的α-蒎烯為代表，研究了其在日間HOM的生成過程。相關成果發表于《科學進展》（Science?Advances）。二次有機氣溶膠（SOA）是大氣氣溶膠的重要組成部分，其惡化區域空氣質量，危害人群健康，并通過散射吸收太陽輻射和作為云凝結核影響成云從而影響全球氣候。SOA由揮發性有機物（VOC）作為前體物通過大氣氧化反應轉化生成，其中高含氧有機分子（HOM）是VOC轉化生成SOA中的關鍵中間物種。文章進一步評估了H摘除途徑在大氣環境中的重要意義。