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自然子刊综览
来源:中国科学报      作者:张笑      时间:2015-07-27 19:53      关键词:自然子刊纵览

  《自然—地球科学》

黑海升温引发俄罗斯区域性水灾

据在线发表于《自然—地球科学》上的一项研究称,如果没有之前30年里黑海海面温度的不断上升,在2012年7月引发俄罗斯的克雷姆斯克镇那场灾难性洪水的降雨是不可能达到新纪录的。研究人员发现,这种升温趋势触发了一些有利于极端降水事件产生的大气动力学变化。

极端天气事件一般很难归因于逐步增加的气候变暖,因为自然变化的因素很难被排除在外;但是,科学家们仍然对研究这方面的信息情有独钟。Edmund Meredith等人运行了一套含有高精度大气模型的模拟程序,来研究海面温度上升给对流风暴产生所带来的影响——对流风暴往往与极端降水有着密切联系。

通过模拟研究黑海表面温度的观测数据以及克雷姆斯克地区的天气情况,他们发现,如果将黑海过去30年海面温度上升这一因素考虑在内,克雷姆斯克地区的降雨 量要比不考虑此因素在内高出300%。特别值得一提的是,在模拟过程中去掉海面升温这一因素后,深对流现象(暖湿空气受热跑到上层大气中,活跃于雷暴中, 通常会导致强降水)并未在该地区产生。该项研究发现表明,在极端降雨事件的快速增多与海面温度的逐渐上升之间存在一种物理机制。

在一篇相关评论文章中,Friederike Otto表示这项工作“代表(科学家在)将对某一事件的了解与对其发生概率的评估相结合这一方向上迈出了关键一步”。

《自然—地球科学》

“好奇”号发现与地球地壳相似的

富硅岩石

美国宇航局的“好奇”号火星车的着陆地点附近遍布着与地球最古老大陆地壳相似的富硅岩石,在线发表于《自然—地球科学》的一项研究给出上述发现。这项发现进一步证明,与之前科学家认为的相比,远古火星和远古地球具有更多的相似性。

大陆地壳的密度要低于地球海洋下方地壳的密度,两者在成分上也有差异。科学家此前认为大陆地壳应该是地球独一无二的一个部分,而这要归因于与板块构造运动 有关的复杂的岩浆形成过程。而火星地壳被以为并没有经历过这类岩浆形成过程,因而其主要成分为玄武岩,但轨道器和火星车最近却发现了分离出来的富硅材料。

Violaine Sautter与同事一起分析了“好奇”号在穿过大风火山口附近的远古地形时,用ChemCam设备采集的20块岩石的地球化学数据。他们发现,浅色岩石 也富含硅,成分也多样化。其中一些岩石还在成分上与被保存的地球最古老大陆地壳具有相似性。研究人员认为,这些富含硅的浅色岩石可能是一类与地球早期大陆 地壳类似的火星远古地壳的残留物,他们还需要作进一步研究确定该推断。

《自然—气候变化》

气流模式变化导致

航空燃油消耗和碳排放增大

对于火奴鲁鲁与美国西海岸之间的三条航空线路而言,北太平洋上空气流模式的变化可能会造成每年140万美元的燃油消耗成本并额外产生每年460万公斤的二 氧化碳排放,《自然—气候变化》在线发布的一项研究得出上述结论。研究人员认为,如果将这些数据外推到全球整个航空产业,那么每年产生的二氧化碳排放量在 由人类活动导致的总二氧化碳排放量中的比例将会上升0.03%。

Kristopher Karnauskas等人分析大约25万次航班的飞行时间——其中包括火奴鲁鲁到洛杉矶、旧金山和西雅图塔科马之间的航线。他们将飞行时间数据与航行高度的每日气流观测数据相结合,研究气流模式的影响。

然后,他们用34个全球气候模型计算出这些气流对由温室气体引起的气候强迫的反应情况。约一半的模型预测出,射流出口区可延伸至夏威夷与美国本土之间的一 段狭长地带中。研究人员计算发现,这种变化可能导致每日往返线路、每一次承运、每一条可对比线路增加5.5小时的额外飞行时间;如果外推到四条航线和更多 可能的行程上,年燃油消耗成本将为140万美元,年二氧化碳排放量将为460万公斤。

研究人员还得出结论:气流循环的这些变化会潜在增加航空产业的化石燃料消耗的速率(一开始就会高达数个百分点),从而反映到全球气候强迫上,并导致气流的一系列后续变化。他们建议开展进一步动力学深入研究。

(张笑/编译 更多信息请访问www.naturechina.com/st)


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