中亞天山不同冰川覆蓋率下徑流對(duì)氣候變化的響應(yīng)機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員陳亞寧團(tuán)隊(duì)對(duì)天山區(qū)域的兩大典型支流——托什干河（上游冰川比例為3.66%）、庫(kù)瑪拉克河（上游冰川比例為16.34%）流域的冰川變化情況進(jìn)行了研究，探究了氣溫和降水在不同時(shí)間和空間尺度上對(duì)冰川和積雪的影響機(jī)制。相關(guān)論文發(fā)表于Remote Sensing。伴隨全球變暖，以積雪、冰川融水為主的河流水文過(guò)程變得更加復(fù)雜。天山作為“中亞水塔”，是中亞眾多河流的發(fā)源地，受氣候變化影響敏感。深入開(kāi)展中亞天山地區(qū)冰川積雪變化特征分析、冰雪變化及對(duì)下游徑流的影響機(jī)理研究，對(duì)了解和掌握未來(lái)水資源變化以及提升管理水平具有重要意義。

渦旋運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究

南方科技大學(xué)力學(xué)與航空航天工程系講席教授夏克青課題組與同濟(jì)大學(xué)教授鐘錦強(qiáng)課題組合作，揭示渦旋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的奧秘，發(fā)現(xiàn)熱對(duì)流系統(tǒng)中泰勒渦的運(yùn)動(dòng)符合郎之萬(wàn)模型描述的慣性粒子布朗運(yùn)動(dòng)。相關(guān)論文發(fā)表于Science Advances。研究團(tuán)隊(duì)從數(shù)值和實(shí)驗(yàn)上觀(guān)測(cè)了宏觀(guān)的旋轉(zhuǎn)瑞利-伯納德自然對(duì)流系統(tǒng)中的泰勒渦運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的泰勒渦會(huì)先進(jìn)行一段彈道運(yùn)動(dòng)（ballistic motion），而后直接進(jìn)入擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)（diffusive motion），獲得了包括方均位移和速度相關(guān)函數(shù)等一系列完整的數(shù)據(jù)，證明了泰勒渦的運(yùn)動(dòng)確實(shí)符合郎之萬(wàn)模型描述的慣性粒子布朗運(yùn)動(dòng)。

青藏高原多年凍土活動(dòng)層水熱狀況模擬研究

中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院研究員吳通華團(tuán)隊(duì)以多年凍土區(qū)唐古拉（TGL，高寒草原）和北麓河（BLH，高寒草甸）觀(guān)測(cè)場(chǎng)為研究站點(diǎn)，借助多參數(shù)化陸面過(guò)程模式Noah-MP，揭示影響青藏高原土壤水熱模擬的關(guān)鍵陸面過(guò)程，并集成相關(guān)改進(jìn)方案。相關(guān)研究成果發(fā)表于Journal of Geophysical Research： Atmospheres。青藏高原活動(dòng)層土壤水熱動(dòng)態(tài)直接影響下伏的多年凍土狀態(tài)，并對(duì)亞洲天氣氣候有重要影響。陸面過(guò)程模型是研究多年凍土變化及其與大氣相互作用的有效工具。由于青藏高原特殊性，目前大多數(shù)陸面模式在土壤水熱模擬方面存在低估現(xiàn)象。

草地和森林兩類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸對(duì)降水量變化的不對(duì)稱(chēng)響應(yīng)

中國(guó)科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心杜悅、閆俊華、王應(yīng)平等以全球248篇降水量變化控制實(shí)驗(yàn)研究論文的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析草地和森林兩類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸對(duì)降水量變化的響應(yīng)。相關(guān)論文發(fā)表于Global Change Biology。研究發(fā)現(xiàn)草地和森林兩類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸對(duì)降水量變化的響應(yīng)表現(xiàn)為不同的非線(xiàn)性。在草地生態(tài)系統(tǒng)中，土壤呼吸的響應(yīng)為負(fù)不對(duì)稱(chēng)性（對(duì)降水量減少的敏感性更大）。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，土壤呼吸的響應(yīng)隨著降水量變化的強(qiáng)度而呈現(xiàn)不同模式，在中強(qiáng)度降水量變化條件下表現(xiàn)為正不對(duì)稱(chēng)性（對(duì)降水量增加的敏感性更大），而在極端降水量變化條件下為負(fù)不對(duì)稱(chēng)性。

熱帶印太海洋鹽度變化新模態(tài)

中國(guó)科學(xué)院海洋研究所胡敦欣院士研究組發(fā)現(xiàn)了熱帶太平洋溫躍層鹽度變化新模態(tài)，揭示了印尼貫穿流調(diào)整下的熱帶印度洋鹽度低頻變化機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于Journal of Climate和Journal of Geophysical Research： Oceans。鹽度是海洋環(huán)境的基本要素，對(duì)海洋環(huán)流、全球水循環(huán)和厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（ENSO）等物理和氣候過(guò)程具有重要影響。研究表明，太平洋氣候模態(tài)ENSO和PDO通過(guò)大尺度調(diào)整，一方面在熱帶太平洋形成TMOS模態(tài)，另一方面通過(guò)印尼貫穿流鹽度平流效應(yīng)影響著印度洋海洋鹽度的低頻變化。太平洋TMOS的發(fā)現(xiàn)和印度洋鹽度變化機(jī)制的闡釋對(duì)理解熱帶印太水團(tuán)變化及其氣候效應(yīng)有重要科學(xué)意義。

極端暖海溫事件產(chǎn)生原因解密

中山大學(xué)海洋學(xué)院王東曉教授、梁宇、肖福安等揭示了2015年秋季南海極端暖海溫事件產(chǎn)生的原因。相關(guān)論文發(fā)表于Geophysical Research Letters。南海上空異常反氣旋式環(huán)流在2015年8月份就建立起來(lái)（通常是在10月），提前建立的異常反氣旋通過(guò)三維海洋暖平流和海氣熱通量直接導(dǎo)致了南?？焖偕郎?，最終打破了秋季海溫的紀(jì)錄。研究表明，南海上空異常反氣旋環(huán)流主要是由印度洋上空的熱源強(qiáng)迫和海洋性大陸上空的冷源強(qiáng)迫共同所致。2015年印度洋海盆增暖伴隨正偶極子事件使得印度洋上空降水充沛，釋放凝結(jié)潛熱產(chǎn)生熱源，同時(shí)使印太上空降水異常偏少（冷源）的范圍壓縮到海洋性大陸。

氣溫變暖減緩臭氧污染對(duì)城市樹(shù)木不利影響的生理機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所城市生態(tài)學(xué)組徐勝、何興元等與合作者開(kāi)展了我國(guó)北方城市常見(jiàn)行道和造林樹(shù)種——銀杏與銀中楊，對(duì)空氣增溫和臭氧熏蒸復(fù)合響應(yīng)的生理機(jī)制研究。相關(guān)論文發(fā)表于Environmental Pollution?？諝庠鰷貙?duì)樹(shù)木生長(zhǎng)早期的生理代謝未產(chǎn)生顯著影響，但明顯促進(jìn)植物光合作用的增加和葉片抗氧化酶活性提高，而高濃度臭氧顯著抑制兩個(gè)樹(shù)種的生長(zhǎng)及光合作用。增溫和臭氧對(duì)樹(shù)木生理代謝也存在顯著的交互作用，前者減緩后者對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)和光合作用的不利影響。銀杏比銀中楊對(duì)氣溫變暖和臭氧污染更敏感，表明城市樹(shù)木對(duì)環(huán)境變化響應(yīng)的種間差異，銀杏可作為氣候變暖和空氣污染的潛在指示樹(shù)種。

氣候態(tài)偏移和毀林加劇亞馬遜森林火災(zāi)

中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所副研究員徐希燕、研究員賈根鎖與合作者基于多個(gè)衛(wèi)星觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和氣候再分析資料，揭示了氣候態(tài)偏移和森林減少對(duì)亞馬遜地區(qū)森林火災(zāi)發(fā)生時(shí)間和范圍的影響機(jī)制。相關(guān)論文發(fā)表于Global Change Biology。近10年來(lái)，亞馬遜森林火災(zāi)頻繁多發(fā)。尤其是2019年亞馬遜林火跨越范圍之廣、持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)，引起全球關(guān)注。干濕兩極分化的氣候條件使得森林生態(tài)系統(tǒng)更加脆弱，毀林導(dǎo)致的暖干大氣條件使得林火發(fā)生的時(shí)間提前：從干季向濕-干過(guò)渡季節(jié)偏移；范圍更廣：從熱帶稀樹(shù)草原向熱帶森林地區(qū)蔓延。因此，通過(guò)森林保護(hù)和防火措施可以有效減緩熱帶地區(qū)氣候變化和森林火災(zāi)之間的正反饋壓力。