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海洋變暖引發(fā)冰川消退

ENN環(huán)境新聞網(wǎng)新聞 2016年7月17日

一項(xiàng)新的研究首次發(fā)現(xiàn)，海洋變暖是西南極半島（western Antarctic Peninsula）冰川消融的主因。該半島是目前引發(fā)海平面上升的最大因素之一，該發(fā)現(xiàn)使研究人員能夠?qū)υ搮^(qū)域冰川融化進(jìn)行更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。

這項(xiàng)研究是由斯旺西大學(xué)（Swansea University）與英國南極測(cè)量局的科學(xué)家聯(lián)合開展的，成果發(fā)表于2016年7月15日的《科學(xué)》雜志上。研究指出，漂浮于半島西側(cè)海岸的冰川變化表現(xiàn)出與海洋溫度分布明顯的空間相關(guān)性，南極半島南部的冰川快速消融，而北部的冰川幾乎沒有變化。從20世紀(jì)40年代有記錄開始，該區(qū)域的674處冰川中，約90%已消退。研究發(fā)現(xiàn)，南極半島從北至南冰川消融加劇與海洋溫度模式有顯著相關(guān)性。南極半島西北部海水溫度較低，100米深度以下的水域溫度較高。南部區(qū)域中等深度（100至300米深處）的暖水域自20世紀(jì)90年代開始變暖，這與大量冰川開始加速消融時(shí)間吻合。

斯旺西大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究的艾利森·庫克博士說：“科學(xué)家清楚海洋變暖正影響著南極大陸以外的大型冰川，但之前認(rèn)為氣溫是導(dǎo)致半島上所有冰川變化的主要原因?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)知道事實(shí)并非如此。研究南極半島的眾多冰川為了解氣候因素如何大范圍主導(dǎo)冰川變化提供了關(guān)鍵信息。幾乎所有西部的冰川都延伸到海里，利用最早可追溯至上世紀(jì)40年代的冰川影像，我們可以監(jiān)測(cè)冰川邊緣的變化”，“我們很想了解導(dǎo)致這些差異的原因，尤其是西北部的冰川消融程度低于南部的原因，以及上世紀(jì)90年代以來冰川消融加速的原因。海洋溫度觀測(cè)記錄揭示了其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！?這些新發(fā)現(xiàn)首次表明，海洋對(duì)于維持南極半島西部冰川的穩(wěn)定性具有重要作用。來自深海區(qū)域的中等深度海水入侵大陸架、向海岸擴(kuò)張，帶來的熱量可導(dǎo)致冰川崩塌融化。近幾十年來，中等深度水域的海水不斷變暖，并向淺層水域移動(dòng)，導(dǎo)致冰川消融加速。這項(xiàng)新的研究表明，海洋變暖是理解南極半島冰川變化模式的關(guān)鍵所在。

研究發(fā)現(xiàn)光合作用可能會(huì)提高太陽能電池的性能

ENN環(huán)境新聞網(wǎng)新聞 2016年7月18日

即使是人類目前能夠制造出的最好的太陽能電池，也不能媲美大自然光合作用過程中完成的第一步能量轉(zhuǎn)換。目前，科學(xué)家們通過使用快速光譜儀定位到了太陽光能量在光合作用中的運(yùn)輸路線，這對(duì)太陽能技術(shù)的發(fā)展將會(huì)大有裨益！

在可光合作用的生物體不同部分之間，研究人員首次測(cè)量到了太陽光能量的流動(dòng)。這個(gè)結(jié)果是研究的第一步，該研究最終可能貢獻(xiàn)于高效利用太陽能技術(shù)的發(fā)展。大約80年前，研究人員就已經(jīng)知道，生物體內(nèi)的光化學(xué)反應(yīng)不會(huì)發(fā)生在它吸收太陽光的相同部位。然而直到現(xiàn)在他們才弄清，太陽能在光合生物體中將如何并沿著何種路線來運(yùn)輸。瑞典隆德大學(xué)科學(xué)系的Donatas Zigmantas和他的同學(xué)一起研究細(xì)菌細(xì)胞的光合作用。通過一種用光來研究分子的測(cè)量方法——快速光譜法，他們得以成功定位太陽能運(yùn)輸?shù)穆窂剑@一路線既可以在單一光合細(xì)胞內(nèi)，也可以在不同細(xì)胞間。Donatas Zigmantas說，“我們已經(jīng)確定了運(yùn)輸路線，以及導(dǎo)致光合作用能量轉(zhuǎn)換時(shí)擁堵的瓶頸。今后，這方面的知識(shí)可以運(yùn)用于太陽能電池技術(shù)中?！?/p>

目前為止這都是基礎(chǔ)研究，在進(jìn)行相關(guān)實(shí)踐之前，還需要對(duì)能量如何在自然和人造系統(tǒng)中運(yùn)輸有著更深的研究。

NASA開展北冰洋融冰科研飛行任務(wù)

ENN環(huán)境新聞網(wǎng)新聞 2016年7月19日

今年夏天，北冰洋的海冰縮減至低于平均值的水平。美國國家航空航天局（NASA）今夏開展的“冰橋行動(dòng)”（Operation IceBridge）勘測(cè)了這片美麗如藍(lán)寶石、卻令人憂心的融冰區(qū)。冰橋行動(dòng)是NASA一項(xiàng)機(jī)載測(cè)量任務(wù)，從2009年開始，每年飛躍兩極點(diǎn)的多個(gè)地方，目標(biāo)是對(duì)格陵蘭島和南極洲的海冰和冰蓋進(jìn)行連續(xù)性的觀測(cè)。2016年夏季北冰洋全新探測(cè)活動(dòng)的首次科研飛行于7月13日完成，整個(gè)科研持續(xù)至7月25日。這一行動(dòng)將勘測(cè)北冰洋融冰池的范圍、多少和深度，會(huì)全面搜集北冰洋創(chuàng)紀(jì)錄暖冬年后的海冰數(shù)據(jù)，以幫助科學(xué)家對(duì)北極海冰在9月的年度最低限做出預(yù)測(cè)。

根據(jù)NASA的地面觀測(cè)站和衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析，兩個(gè)關(guān)鍵的氣候變化指標(biāo)——全球表面溫度和北極海冰面積，在2016年上半年已打破了多個(gè)記錄。全球范圍內(nèi)，2016年上半年的每一個(gè)月都創(chuàng)下了歷史當(dāng)月溫度的最高值。從1月到6月這半年時(shí)間里，也創(chuàng)下了地球歷史上最熱半年的記錄，比19世紀(jì)末平均溫度高出了1.3攝氏度（2.4華氏度）。2016年上半年中有五個(gè)月的時(shí)間，創(chuàng)下了北極海冰面積最小的記錄（連續(xù)的衛(wèi)星記錄始于1979年）。有一個(gè)例外，就是3月時(shí)候，創(chuàng)下了該月海冰面積第二小的記錄。

雖然這兩個(gè)關(guān)鍵的氣候指標(biāo)在2016年打破了記錄，美國航空航天局的科學(xué)家認(rèn)為，最值得關(guān)注的是，全球溫度和北極海冰幾十年的變化趨勢(shì)一直在持續(xù)。這兩種趨勢(shì)都是由大氣中濃度不斷上升的二氧化碳和其他溫室氣體所驅(qū)動(dòng)的。在夏天融化季節(jié)的高峰期，北極海冰面積所覆蓋的區(qū)域還不到20世紀(jì)70年代末和20世紀(jì)80年代初覆蓋面積的40%。

自然界發(fā)現(xiàn)“新”型熱物質(zhì)

ENN環(huán)境新聞網(wǎng)新聞 2016年8月5日

一種最熱的新材料是被稱為“多孔金屬有機(jī)骨架材料”（Metal-Organic Frameworks），簡稱MOFs的多孔金屬固體。是由有機(jī)配體和金屬離子或團(tuán)簇通過配位鍵自組裝形成的具有分子內(nèi)孔隙的有機(jī)-無機(jī)雜化材料。在上世紀(jì)九十年代發(fā)現(xiàn)制備方法以來，這種人造合成材料已經(jīng)通過人工合成生產(chǎn)的方法進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，過去數(shù)年已經(jīng)制備了不同類型的MOFs材料，并在氫氣存儲(chǔ)、碳?xì)怏w吸附與分離、光伏發(fā)電、傳感器、藥物緩釋、催化反應(yīng)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。

現(xiàn)在，加拿大和俄羅斯的科學(xué)家們意外的發(fā)現(xiàn)MOFs物質(zhì)本身也存在于自然界中，盡管迄今為止只在西伯利亞煤礦的稀有礦物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)了它們的身影。日前，一處西伯利亞礦井發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的驚喜：兩種稀有自然礦石（草酸鋁鈉石和綠草酸鈉石）中具有金屬有機(jī)框架材料的結(jié)構(gòu)。該發(fā)現(xiàn)的詳細(xì)信息已經(jīng)發(fā)表在近期出版的期刊《科學(xué)進(jìn)展》（science advances）上。

由于MOFs多孔隙的特征，因此具有氫氣存儲(chǔ)的特性。其實(shí)zhemchuzhnikovite草酸鋁鈉石和stepanovite綠草酸鈉石最早在1940-1960年的俄羅斯就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但一直未對(duì)其結(jié)構(gòu)作出深入研究。后來科學(xué)家在上世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)可制備人工mof實(shí)驗(yàn)合成材料，但是對(duì)自然界具有MOFs類似結(jié)構(gòu)的礦質(zhì)挖掘的探索過程有所遲緩。這一重大發(fā)現(xiàn)證明了通過人工實(shí)驗(yàn)合成方法制造的MOFs材料結(jié)構(gòu)的確存在于自然界中。這兩種礦石非常稀有，在自然礦質(zhì)中發(fā)現(xiàn)MOFs結(jié)構(gòu)又是一次偉大的范式轉(zhuǎn)移，這兩種自然礦質(zhì)經(jīng)過開發(fā)后仍能夠使用在儲(chǔ)氫或者吸收二氧化碳廢氣中的應(yīng)用。

提升城市步行指數(shù)打造綠色步行生活圈

ENN環(huán)境新聞網(wǎng)新聞 2016年8月22日

美國房地產(chǎn)公司雷德芬（Redfin）新出爐了一份城市房產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告。報(bào)告顯示，美國一些城市顯示出常規(guī)的發(fā)展軌跡；但是有一些卻頗讓人吃驚：這些城市致力于打造近距離步行生活圈；還有一些卻仍舊停留在過去，還在不停地建設(shè)更多的遠(yuǎn)郊城市。

為什么我們需要更多的適合步行可達(dá)基礎(chǔ)設(shè)施的城市？很簡單，根據(jù)定義可知，因?yàn)檫m合步行的城市，才最終是可持續(xù)發(fā)展的城市。交通仍然是溫室氣體污染的主要源，而且與電力或農(nóng)業(yè)不同，美國政府仍然根深蒂固地依賴以化石燃料為基礎(chǔ)的交通設(shè)施。如果我們生活在遠(yuǎn)郊區(qū)，如果去上班、購物、送孩子去學(xué)校或者去文化中心，我們就必須開車。通常情況下，我們車輛的使用效率都很低，一輛車多數(shù)時(shí)候只有司機(jī)一個(gè)人，這樣的話就使用了更多的化石燃料，也制造了更多的擁堵。歐洲、日本和韓國以及其他那些發(fā)達(dá)的、高度工業(yè)化的經(jīng)濟(jì)體國家，溫室氣體的人均排放比美國低得多，主要原因就是這些國家有很多步行生活圈社區(qū)。把以汽車為中心的城市轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃幼∶芗⒆呗房蛇_(dá)基礎(chǔ)生活設(shè)施的綠色鄰里型城市是達(dá)成未來氣候目標(biāo)的關(guān)鍵一步。

我們都知道，舊金山、紐約和波士頓均是步行城市，居民的生活問題都可在步行距離范圍內(nèi)解決。主要是因?yàn)檫@些城市的中心都是在汽車普及之前就已經(jīng)設(shè)計(jì)和建造好了。但是雷德芬（Redfin）公司最近的一份分析報(bào)告顯示，很多城市都在提升城市步行指數(shù)方面進(jìn)行了投資，并且取得了一些喜人的進(jìn)步。例如，克利夫蘭、西雅圖和達(dá)拉斯都是排在前10的進(jìn)步城市，因?yàn)檫@些城市正在逐步提升社區(qū)生活步行指數(shù)，此前這三個(gè)城市的步行指數(shù)非常低。

編譯/徐芳 夏威