天文地理

日冕加熱研究進展

南京大學天文與空間科學學院丁明德教授課題組與美國蒙大拿州立大學物理系Dana Longcope教授課題組合作，在日冕加熱機制研究方面取得研究進展，相關關成果發(fā)表于Nature Communications。日冕加熱是天體物理中的經(jīng)典難題之一。利用衛(wèi)星觀測資料測量出活動區(qū)冕環(huán)的“非理想”速度，即冕環(huán)的實際運動相對于“凍結(jié)”在理想等離子體上所產(chǎn)生的額外“滑動”。這個速度正比于磁重聯(lián)的速率，據(jù)此可推導出加熱冕環(huán)的能流密度。在流體靜力學平衡條件下，可以進一步推導出冕環(huán)的溫度和密度分布，重構(gòu)出整個日冕。該項研究證明了脈沖式的重聯(lián)事件是加熱活動區(qū)日冕的有效機制。

冕環(huán)“非理想”速度的測量和能流密度的計算（圖片來源于南京大學）

實際觀測的日冕與模型計算的日冕的比較（圖片來源于南京大學）

利用LAMOST數(shù)據(jù)研究銀河系厚盤形成機制

中國科學院國家天文臺天體豐度與星系演化研究團組邢千帆博士與趙剛研究員利用郭守敬望遠鏡（LAMOST）光譜巡天數(shù)據(jù)，對太陽鄰域F和G型矮星的鎂元素豐度進行了詳細研究。該研究發(fā)表于《皇家天文學會月刊》。研究者在銀河系厚盤中發(fā)現(xiàn)了吸積成分的存在，這些恒星具有異常偏低的鎂元素豐度，并表現(xiàn)出較大的軌道偏心率和極大銀心距，是銀河系并合周圍矮星系的遺跡，為富氣體并合模型描述的厚盤形成機制提供了觀測上的支持。該研究進一步分析了厚盤恒星的軌道偏心率分布，與基于富氣體并合模型的數(shù)值模擬結(jié)果相一致，為該模型提供了觀測上的支持。

日珥大幅度振蕩的多波段觀測進展

中國科學院紫金山天文臺太陽活動的多波段觀測研究團組張擎旻副研究員等在日珥大幅度振蕩研究領域取得進展，研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。太陽磁場在各種爆發(fā)活動中起著關鍵作用。研究者利用地面和空間望遠鏡的高分辨率和多波段觀測資料，對典型的大幅度日珥振蕩事件（水平、垂直和縱向振蕩）進行詳細的個例分析，研究了振蕩的觸發(fā)機制（暗條通道內(nèi)的磁重聯(lián)、日冕噴流和極紫外波）、振蕩參數(shù)（振幅、周期、衰減時標等）隨時間和空間的變化以及日珥磁場的診斷。揭示了日珥振蕩觸發(fā)機制的多樣性、振蕩行為的復雜性和磁場診斷方法的有效性。

一種限制耀變體高能輻射區(qū)位置的新方法

中國科學院云南天文臺高能天體物理研究組的閆大海副研究員、王建成研究員和華中科技大學的吳慶文教授等提出了一個新方法來限制耀變體（Blazar）噴流中的高能輻射區(qū)位置，該成果發(fā)表于The Astrophysical Journal。耀變體是一類特殊的活動星系核（AGN），它具有一個指向地球的相對論性噴流，具有從射電到甚高能（TeV）伽馬射線的電磁輻射，表現(xiàn)出許多極端的物理特性。研究人員結(jié)合光學波段的觀測資料對兩個耀變體進行分析研究，結(jié)果表明對于有快速光學光變的耀變體，該方法可以非常有效地限制耀變體噴流中的高能輻射區(qū)位置。

黃土高原自然和人為植被恢復模式下高精度土壤水分補給機制研究

中國科學院地球環(huán)境研究所金釗研究員及其合作者選擇黃土高原西峰南小河溝對比小流域董莊溝和楊家溝為研究對象，研究了小流域在長期的自然（植被自然恢復）和人為（人工植樹造林）植被恢復模式下降雨補給土壤水分的閾值條件和影響因素，即多大的降雨才能入滲到土壤的問題。研究論文發(fā)表于Hydrological Processes。文章認為，針對自然恢復和人工造林這兩種黃土高原最為重要的植被恢復模式，生態(tài)效益存在權(quán)衡，徹底否定任何一種模式都是不科學的，自然恢復有利于水資源的平衡，但在控制侵蝕和削減暴雨洪水方面遠遠弱于人工林地。針對黃土高原的植被生態(tài)建設，需要采用更為全面科學的評估方法和指標。

自然草地和人工森林小流域不同降雨強度下水分補給的土層深度。15個降雨過程（P1-P15）被劃分為4組，每一組對應不同的降雨強度和水分入滲深度特征，圓圈的大小表示降雨的強度，圓圈的顏色表示水分入滲的深度。（圖片來源于中國科學院地球環(huán)境研究所）

西峰南小河溝對比小流域董莊溝（自然草地小流域）和楊家溝（人工森林小流域）（圖片來源于中國科學院地球環(huán)境研究所）

溝頭下游植被帶對股流水動力及溝床侵蝕過程研究

中國科學院成都山地災害與環(huán)境研究所研究員熊東紅團隊基于成都山地所元謀站的原位溝頭小區(qū)開展了相關的放水沖刷模擬實驗，基于實驗模擬了溝頭下游不同植被帶長度對溝頭小區(qū)徑流及侵蝕過程的影響；相關論文發(fā)表于Land degradation &development。溝蝕是一種劇烈的土壤侵蝕形式，而植被對溝蝕的控制效益存在“降低侵蝕為主”和“增加沉積為主”的分歧。沖溝溝頭是溝蝕發(fā)育最活躍的區(qū)域。綜合來看，溝頭下游溝床的植被帶的主要作用是有效降低溝床的侵蝕產(chǎn)沙，其作用機制是通過植被對徑流的分流效應結(jié)合根系固土效應共同作用的結(jié)果。

鹽堿對植物早期生長影響

中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所周道瑋研究員等以豆科牧草紫花苜蓿和禾本科牧草披堿草為對象，研究7種鈉鹽、共31個不同濃度的溶液處理對兩種牧草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，測定和計算每種溶液的pH、電導率、水勢、鈉離子濃度和鹽含量；相關論文發(fā)表于Plant and Soil。土壤鹽漬化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境的世界性問題。該研究結(jié)果表明，未來的相關研究應該考慮多鹽的脅迫作用，特別是對植物生長抑制性強的鹽；無論室內(nèi)模擬、野外實驗還是鹽堿地改良，應更加重視鹽含量和電導率兩個參數(shù)。研究結(jié)果可為制定有效的鹽堿地恢復措施及鹽堿土地利用提供重要信息。

氣候變化背景下青藏高原植被的氣候主控因子發(fā)生變化

中國科學院地理科學與資源研究所的王訓明研究團隊利用氣溫和降水資料以及植被指數(shù)（NDVI）數(shù)據(jù)集，分析了1982—2011年間青藏高原植被活動與氣候因子之間相關性的時空變化。研究論文發(fā)表于Advances in Atmospheric Sciences。研究團隊發(fā)現(xiàn)在青藏高原中部及東南部區(qū)域，生長季前的降水量與生長季植被活動之間顯著的正相關關系在上世紀90年代中期以來持續(xù)變?nèi)?，而與此同時氣溫與植被活動之間的相關系數(shù)明顯增加并超過顯著性水平，表明這一區(qū)域植被活動的氣候主控因子可能在上世紀90年代中期由降水量轉(zhuǎn)變?yōu)闅鉁?。氣候變暖對高海拔區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)可能產(chǎn)生有利的影響。