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星海微萤(文摘版)

为天文研究工作者、天文爱好者和大众提供有用的信息

 
 
 

日志

 
 

地球(2016 年 12 月 B)  

2016-12-26 08:50:44|  分类: 地球 |  标签: |举报 |字号 订阅

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研究认为人类活动致全球甲烷排放飙升(2016 12 13 日参考消息)

驯鹿个头变小,圣诞老人发愁(2016 12 13 日参考消息)

碳卫星探“碳”,一探究竟(2016 12 13 日科技日报)

全球甲烷排放近两年达峰值(2016 12 13 日科技日报)

风云卫星如何洞察风云变幻(2016 12 13 日科技日报)

“静观”风云,守望冷暖(2016 12 13 日科技日报)

细数风云家族风雨四十年(2016 12 13 日科技日报)

卫星遥感监测发现我国南极中山站“冰山围城”(2016 12 13 日中国科学报)

研究认为气候变暖致冰川慢慢“退缩”(2016 12 14 日参考消息)

天气变热驯鹿减少(2016 12 14 日中国科学报)

图片报道:“雪龙”号行经南极普里兹湾及邻近海域(2016 12 14 日人民日报)

北极气温升幅创纪录(2016 12 15 日参考消息)

环球科技参考:人为引起的全球增温超过IPCC预期(2016 12 15 日中国科学报)

环球科技参考:陆地碳吸收增强致大气碳增长率停滞(2016 12 15 日中国科学报)

DigitalGlobe卫星实现50厘米分辨率(2016 12 15 日中国科学报)

精彩科学·11月:意大利埃特纳火山的照片(2016 12 15 日中国科学报)

声音·八方:北极地区在过去一年中以两倍的速度变暖(2016 12 15 日新民晚报)

我们为什么要发射自己的碳卫星(2016 12 16 日科技日报)

恐龙灭绝之谜(2016 12 16 日科技日报)

绘就科技兴海五年蓝图(2016 12 16 日科技日报)

研究显示地幔冷却速度超预期(2016 12 17 日参考消息)

世界部分地区地下水本世纪中叶或枯竭(2016 12 18 日科技日报)

“海洋六号”赴南极科考(2016 12 18 日人民日报)

探险北极(2016 12 18 日新民晚报)

影响 2016 年的重大科学事件(节选)(2016 12 19 日参考消息)

北极气流作祟,美多地遭受极端天气打击(2016 12 19 日参考消息)

碳卫星如何进行全球“碳普查”(2016 12 19 日科技日报)

全球科学八大事,中国成果在增多(节选)(2016 12 19 日科技日报)

科学家在太空检测到火山喷发二氧化碳(2016 12 19 日中国科学报)

部分地区地下水资源本世纪中叶可能枯竭(2016 12 19 日中国科学报)

《自然》盘点年度科学事件(节选)(2016 12 19 日中国科学报)

为大气拍照“相机”校准(2016 12 19 日中国科学报)

观测深海(2016 12 19 日人民日报)

 


参考消息 2016 12 13

研究认为人类活动致全球甲烷排放飙升

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


参考消息 2016 12 13

驯鹿个头变小,圣诞老人发愁

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


科技日报 2016 12 13

碳卫星探“碳”,一探究竟

本报记者 张盖伦

再过不久,地球上空,将多一位“中国”国籍的“地球体检师”。

它是我国首颗碳卫星,全称为“全球二氧化碳监测科学实验卫星”。升空工作之后,它将一探全球二氧化碳分布的秘密。

而这个“秘密”,可能是解锁全球气候变化原因的钥匙。

我们常听到“温室效应”四个字。全球气候异常,是否就是二氧化碳的“锅”?全球二氧化碳的排放到底增加了多少?

如果我们已经意识到温室气体和人类命运休戚相关,那么对于它,人类就不能只有一本糊涂账。

要算账,就得有明细。为了实现可持续发展,保护人类居住环境,各国纷纷做出二氧化碳减排承诺。到底每个国家每年有多少碳排放?通过数量有限的地面监测站难以获得全球数据。所以,需要一种全球范围区域尺度的二氧化碳的测量手段。除了明细,还得算“总账”。这可以提高人类对全球碳循环机制的认识,从而改进气候变化预测结果的可信度和稳定性。

当今碳循环科学面临的最大问题,就是在洲际、区域和局部尺度上无法观测获取量化的、精度高的碳通量(单位面积上单位时间内碳含量的变化)信息。

于是,一种可以不断在全球尺度上获取高精度通量信息的手段登场——上天!

利用卫星进行全球二氧化碳监测已经成为一种重要手段。发射碳卫星,能填补我国在温室气体监测方面的技术空白。掌握自己的数据,也能提升我国国际话语权——毕竟,以后进行碳交易,不能别人说多少就是多少,咱们自己也要测个清楚。

中科院微小卫星创新研究院工作人员介绍,这颗将于12月下旬升空的碳卫星,由模块化卫星平台、高精度二氧化碳探测仪与云和气溶胶探测仪载荷组成。

怎么个“探”法?原来,大气在太阳光照射下,二氧化碳分子会呈现光谱吸收特性,碳卫星通过精细测量其光谱吸收线,可以反演出大气二氧化碳浓度。也就是说,一切都能暴露在阳光下。

碳卫星有好几种观测模式。一种是“斜着看”,即“耀斑观测模式”,利用太阳在海面的镜面反射提高信噪比,获取海面上空的二氧化碳数据。一种是“竖着看”,即“天底探测模式”,利用地面的漫反射特性开展地面二氧化碳的观测。因为还要对日定标(利用太阳光作为标准源标定仪器的观测值)、对月定标和对地定标(利用地面高精度测量设备提高数据一致性),再加上多种观测模式交互进行,碳卫星就要不断调整姿势,跳起“太空华尔兹”。这,也被科研人员称为“跳着舞看”。

16天,碳卫星就会对地球进行一次全面体检。检测数据被发送给地面,经过解析和处理后,就可以最终形成不同季节、不同地区排放情况的“体检报告”啦。

(科技日报北京1212日电)

 


科技日报 2016 12 13

全球甲烷排放近两年达峰值

百分之六十排放来自农业和油气开采等活动

科技日报北京1212日电 (记者房琳琳)一个国际科研团队在12日出版的《环境研究通讯》杂志上发表论文称,空气中的甲烷浓度自2007年开始大幅上升,在2014年和2015年急剧增长并达到峰值。

论文称,2014年和2015年两年间,甲烷浓度每年上升十亿分之10,而21世纪初,这一增长速度为平均每年十亿分之0.5左右,二者形成鲜明对比。甲烷是一种重要的温室气体,其增温潜势为二氧化碳(CO2)28,自工业时代以来贡献了大约20%的地球增温。研究表明,近年来CO2排放的增长已经趋缓,但甲烷排放似乎在飞速增长。据美国科学促进会科技新闻共享平台EurekAlert!报道,在本周即将举行的美国地球物理联盟秋季会议上,科研人员将讨论这一问题。

论文第一作者、法国实验科学和研究实验室研究员马瑞儿·桑诺伊斯表示,“造成此次排放峰值的原因尚不清楚”,但来自热带地区农业来源的排放可能起到了主要作用。

虽然自然资源如沼泽和湿地也会产生甲烷,但每年大气中60%的甲烷来自人类活动。例如牧场里牛消化道就能排出大量甲烷。联合国粮食及农业组织的数据显示,1994年到2014年全世界存量牛从13亿头增加到了近15亿头。另一方面,稻田里被水淹没的土壤也为微生物产生大量甲烷创造了条件。此外,北美环保主义人士认为,化石燃料勘探也可让甲烷从油气井中大量泄漏出去。

据一系列来自甲烷排放的数据和计算机模型共同计算的结果表明,在过去20年间,甲烷排放发生了很大变化——2000年到2006年,大气中甲烷增长微乎其微,2007年后发生了巨大变化。

 


科技日报 2016 12 13

风云卫星如何洞察风云变幻

本报记者付毅飞

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

风云四号效果图

 

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

风云四号发射场合练

 

风云四号A星正式投入业务运行后,将逐步接替风云二号系列卫星,提供更加及时和高精度的观测数据,进一步提高天气预报的准确率。

1211日零时11,我国新一代静止轨道气象卫星风云四号发射成功。

茫茫太空中,气象卫星就是敏于“察言观色”,洞察风云变幻的锐利“眼睛”。风云四号卫星地面应用系统总师张志清向科技日报记者介绍,气象卫星主要是通过卫星装载的各种探测仪器获得不同的卫星气象云图,然后通过云图反演出其他变量,并应用到天气预报模式中,再根据方程的运算得到未来的天气。

多年来,由中国航天科技集团公司八院509所抓总研制的风云系列气象卫星,为我国天气预报,以及防灾减灾、应对气候变化、保障生态文明建设等作出了重要贡献。

你“巡逻”我“站岗”,拍摄不同轨道卫星云图

天气与人们的生产生活息息相关,对天气进行准确的预报可以为大家的出行,农业生产等提供重要参考。当然,要掌握大气的变化规律,对未来的天气进行预测并非易事。

据张志清介绍,目前的气象观测手段主要包括地面常规观测、空中观测以及天基观测。其中,常规自动气象站只能观测地表的数据;探空站可以释放探空气球获取高空气象数据,但每天只能观测两次,而且无法覆盖海洋;气象雷达只有在有云或下雨时,才能收到回波,如果晴空万里,信号则无法反射回来。这些手段的种种局限,决定气象卫星成为了天气预报中的基石。

气象卫星获取的卫星云图,是天气预报中对天气情况最直观的说明。通过色彩缤纷的卫星云图,可以识别不同天气系统,确定它们的位置,判别天气系统的发展阶段及未来演变趋势,比如估计台风中最大风速、估计对流云的降水强度等。这些卫星云图都是由气象卫星从太空不同位置对地球表面进行拍摄,将数据传回地面工作站后制作而成。我们每天看到的卫星云图天气预报动画,则是由过去每隔半小时或一小时拍摄一幅,共12幅卫星云图组成。通过图像动画,能让观众更清楚地了解云团的移动变化。

卫星云图可以分为太阳同步轨道气象卫星云图和地球静止轨道气象卫星云图。目前,能用自己研制的卫星拍摄这两种云图的国家或地区,除了美欧就只有中国了。风云卫星中的风云一号系列卫星和风云三号系列卫星,分别是我国第一代、第二代太阳同步轨道气象卫星,运行轨道距地面大约500公里至1000公里,就像“流动巡警”,负责拍摄太阳同步轨道气象卫星云图;风云二号系列卫星和刚刚发射的风云四号A星,分别是我国第一代和第二代对地静止轨道气象卫星,它们“悬停”在距地面约36000公里的太空,如同“定点岗哨”,任务就是拍摄地球静止轨道气象卫星云图。

跻身世界一流,与美欧“三分天下”

目前,中央电视台天气预报的卫星云图基本上来自在轨运行的风云二号EFG三颗卫星。风云四号A星正式投入业务运行后,将逐步接替风云二号系列卫星,提供更加及时和高精度的观测数据,进一步提高天气预报的准确率。而目前在轨运行的风云三号卫星,则为全球气候变化和大气环境监测提供了重要观测数据。

据统计,风云气象卫星云图每年被数以亿计地引用,已成为国内最大的遥感卫星数据库。全球共90多个国家和地区使用风云卫星数据。随着风云系列卫星的发展,我国天气预报准确率从上世界70年代的50%左右,提升至如今的90%。“十二五”期间,我国24小时晴雨预报准确率较“十一五”提高了2个百分点,温度预报准确率提高了13个百分点,24小时台风路径预报误差缩小了66公里,全国平均每年因气象灾害造成的死亡人数也较“十一五”下降一半以上。

风云系列卫星的稳定运行和出色效能,奠定了中、美、欧气象卫星“三足鼎立”的局面,提高了中国在国际上的话语权。风云系列卫星还被世界气象组织列入了国际气象业务卫星序列,作为全球综合地球观测系统的重要成员,与欧美国家的气象卫星一起,形成了对地球大气、海洋和地表环境的全天候、立体、连续观测的卫星观测网。目前,东半球的气象预报主要靠风云卫星提供相关资料。

既要精度高,又得“身体好”

为什么国际上会形成气象卫星仅在少数几个国家发展的局面?这得从天气预报对气象卫星在定量探测和连续业务应用方面提出的苛刻要求说起。

数值天气预报是当前制作日常天气预报的主要方法,其前提是精确的大气观测参数,以此为复杂的大气环境动力学方程提供初始条件。这对气象卫星提出了极高的定量遥感需求。

以风云四号A星为例,它以常年温度在20摄氏度左右的青海湖为定标场,要求在36000公里高的赤道上空,对湖水温度的测量绝对误差小于1摄氏度;当湖水温度变化0.1摄氏度时,要能准确感知出来。为实现定量化,研制团队风云四号A星进行了大量仪器定标方法研究,研制了一套完整的在轨定标设备和定标方法。国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍说,该卫星的扫描辐射计定标精度达到1K、灵敏度达0.1K,与美国刚刚发射的GOES-R卫星相当。

不过,天气复杂多变,预报要素除了温度,还包含湿度、压强、风等多个指标,涉及温湿度、导风、闪电、辐射、云和气溶胶、大气成分等数十种卫星遥感数据产品的应用。风云四号A星正式投入业务运行后,将提供包括云、辐射、温湿度、大气、导风、闪电等34种数据产品,产品种类、数量,以及定量化指标均较之前卫星产品有显著提升。

除了定量探测,气象卫星还要求连续业务运行。就是说,它不能“请假”“开小差”,必须全年365天、每天24小时工作,及时报出晴雨、温度、风力等相同的数据。如果哪天卫星不能提供云图,将造成难以估量的影响。风云二号卫星曾出现丢失云图的现象,受到了中央领导的亲自过问;2015年风云三号C星在轨发生故障,导致一段时间收不到云图,立刻受到国内外广泛关注。

严苛的运行要求,要求卫星具有极高的可靠性和时效性。为了提供优质稳定的业务服务,研制团队为风云四号A星打造了角秒级测量和控制精度的高轨三轴稳定卫星平台,采用了双总线体制、高性能AOS技术、大功率电源、整星防静电技术、整星防污染技术等一系列关键技术,使卫星设计寿命达到7年,为其长期稳定开展气象业务观测提供了有效支撑。

 


科技日报 2016 12 13

“静观”风云,守望冷暖

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

风云四号振动试验

 

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

风云四号图像导航与配准试验

 

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

风云四号星箭分离试验

 

7年预研、7年研制,科研人员突破了高精度图像定位与配准、微振动测量与抑制等20余项核心关键技术,终于把风云四号送入太空。风云四号的升空,不仅实现我国静止轨道气象卫星的更新换代,也正式宣告我国静止轨道卫星跻身世界一流水平。让我们用镜头记录下那些攻坚克难的历史时刻。

(本版图片由中国航天科技集团公司八院提供)

 


科技日报 2016 12 13

细数风云家族风雨四十年

本报记者 付毅飞

风云家族又添“新丁”。1211日,风云四号A星发射升空。国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍,这颗卫星与美国不久前发射的GOES-R卫星,以及欧洲正在研制的MTG等均属于新一代静止轨道气象卫星。它将实现我国静止轨道气象卫星的更新换代。

1977年,我国开始了风云一号卫星的研制工作,拉开了风云系列气象卫星发展的帷幕。该系列卫星全部由中国航天科技集团公司八院509所抓总研制,成为了我国唯一的气象卫星家族。

说起风云家族成员的大名,大家可能或多或少有所耳闻。需要注意的是,一二三四的代号,可不是简单指代四兄弟,而是代表四个不同的型号系列,其中颇有讲究。

比如,以单数命名的风云一号、风云三号系列,都是太阳同步轨道气象卫星。它们像巡逻警察一样,在距离地面5001000公里的轨道上绕行,实现对全球的巡视观测。其中,风云一号是我国自主研制的第一代太阳同步轨道气象卫星。风云一号A星于1988年发射,是我国第一颗传输型遥感卫星,在我国首次实现了气象、海洋和空间环境的综合探测应用,真正实现了一星多用,开创了我国气象卫星事业的新纪元。从1990年到2002年,风云一号BCD星相继升空。不过,这四颗卫星如今都已经“告老还乡”了。

风云三号继承了风云一号的衣钵,并将其发扬光大。2008年,风云三号A星发射,其技术指标达到欧美最新一代气象卫星水平,使我国在相关领域进一步缩小与发达国家的差距。通过多项技术创新,它实现了从二维遥感成像到三维综合大气探测,从单一的光学探测到紫外、可见光、红外和微波全谱段宽波谱探测,从宽覆盖公里级观测提高到百米级观测,从国内组网接收到全球组网接收等四大技术跨越,极大提升了气象卫星的应用价值和应用领域。风云三号系列共发射3颗卫星,目前均在轨运行。

以双数命名的风云二号和风云四号系列,都是静止轨道气象卫星。它们如同定点站岗的哨兵,守在距离约36000公里的赤道上空“凝视”地面,持续进行观测。

风云二号是我国第一代地球静止轨道气象卫星。1997年风云二号A星成功发射,使我国成为世界上第三个同时拥有太阳同步轨道和地球静止轨道气象卫星的国家。

不过,风云二号系列卫星的发展历程颇为坎坷。A星运行3个月后出现故障,从此“体弱多病”,只能间歇性工作,每天工作68小时就要休息,在业务应用上没有达到预期效果。2000年,我国发射了风云二号B星,不幸的是,它工作了不到8个月,也“患上疾病”,信号下传衰减严重,接收起来十分困难,最终也没有实现业务化运行。在两颗星失败的基础上,科研人员总结出大量经验,并对2004年发射的风云二号C星进行了256项大的技术改进。C星入轨后接替了B星的位置,成为风云二号系列首颗业务卫星。此后从2006年至2014年,我国接连发射了风云二号DEFG星,目前这4颗卫星都在工作,实现了“多星在轨,统筹运行,互为备份,适时加密”运行模式,为我国和世界的气候监测及天气预报提供实时动态的气象观测资料。

风云四号A星是我国第二代静止轨道气象卫星的首发星,也是风云家族里第15颗卫星。其时间分辨率、空间分辨率、探测谱段和探测要素都较之风云二号有大幅提升。

风云四号系列将逐步接替风云二号的业务,此外,未来我国气象领域还将有新成员加入。赵坚介绍,《国家民用空间基础设施中长期发展规划(20152025年)》中提出,后续我国与气象事业紧密相关的将有13颗卫星,其中全新研制的有大气环境监测星、陆地生态系统碳监测卫星和静止轨道微波探测星,确保后续业务运行的有3颗风云三号卫星,2颗风云四号卫星,1颗晨昏轨道气候卫星,2颗降水测量雷达卫星,1颗高精度温室气体探测卫星和1颗高光谱卫星。

赵坚说,静止轨道微波探测卫星将把静止轨道遥感探测的高时效性优势,和微波对云雨大气独具的穿透性探测能力相结合,有力提升对快速变化的台风、暴雨等灾害性天气系统的监测预警能力。其成功发射后将与风云四号组网运行,能大幅度增强我国对天气预报,尤其是对降雨预报、气候预测、自然环境和自然灾害监测的能力。降水雷达测量卫星能将主动降水测量与被动微波和光学成像遥感相结合,实现降水和云雨大气参数遥感探测,获取融化层高度和厚度信息,为提高降水数值预报的准确率,优化云微物理参数化方案提高支撑。

 


中国科学报 2016 12 13

卫星遥感监测发现我国南极中山站“冰山围城”

本报讯(记者崔雪芹)受全球气候变暖影响,南极冰架崩解越来越频繁。近日的卫星遥感监测发现,邻近我国南极中山站的达尔克冰川,近期又发生了新一轮的大规模崩解。大大小小的冰山,在中山站外围海域形成了一道壮观林立的“冰山围墙”。

目前,我国第33次南极科学考察队乘坐“雪龙”号已经抵达中山站外围的固定冰区,距离中山站约33公里。“冰山围墙”的乱冰密布,无疑给“雪龙”号破冰带来了极大的困扰。

《中国科学报》记者了解到,正在开展的中国第33次南极考察活动中,北京师范大学共有4人参加。并携带7架无人机,计划对南极中山站周围区域,如拉斯曼丘陵、达尔克冰川、罗斯海海冰进行无人机航拍调查,并利用激光雷达探测中山站外围的固定冰冰情,为“雪龙”号卸货提供数据支撑。

据北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院院长程晓教授介绍,达尔克冰川位于我国南极中山站东南侧约4公里,是南极冰盖边缘一条冰盖溢出型冰川。卫星遥感监测显示,201512月至20169月,达尔克冰山发生了新一轮大规模崩解,共产生超过50座大小不等的冰山。其中最大的一座长度近1000米,面积达47万平方米。这些冰山的总质量超过1Gt10亿吨)。

与以往不同,达尔克冰川本轮崩解所产生的冰山,并未直接向北漂散,而是沿着海岸向西北方向运动,并最终在中山站外围海域形成了一道“冰山围墙”。这道“冰山围墙”长约5公里,最近处距离中山站不足1公里。可以说,中山站目前已经被冰山所包围。

“历史上,达尔克冰川曾于1989年、1999年和2010年前后多次发生大规模崩解,崩解周期约为11年。此次大规模崩解间隔期仅5年,表明随着全球气候变暖,南极冰川的崩解越来越频繁、间隔期越来越短,这真令人担忧。”程晓说。

“尤其需要提高警惕的是,这些临时搁浅的大大小小冰山,就像定时炸弹一样,随时可能会出现倾覆或二次崩解,引发小型海啸,直接威胁中山站的海岸设施和近岸作业安全。”程晓提醒说。

类似的危险情形已有先例。20163月,中山站熊猫码头外围的冰山发生倾覆,带来的巨浪,瞬间冲毁了熊猫码头的设施。许多堆放在码头集装箱,被冲入大海,造成严重损失。而本轮达尔克冰川崩解所带来的冰山威胁,将远超往常。

程晓表示,科学家们将进一步密切关注中山站周围冰山群的动向,在北京,及时调集卫星监测冰山运动;在南极现场,则将利用无人机对冰山进行精确测量,预防冰山给考察队带来的各类危险。

 


参考消息 2016 12 14

研究认为气候变暖致冰川慢慢“退缩”

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


中国科学报 2016 12 14

天气变热驯鹿减少

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

气候变暖使驯鹿变小。

图片来源:imageBROKER

 

对于坐雪橇的圣诞老人而言这是个坏消息:驯鹿的数量在减少。随着气温的缓慢上升,挪威的冬季在不断变暖,斯瓦尔巴特群岛驯鹿就生活在这里。

在长达8个月的冬季,这些动物以被雪覆盖着的草类、苔藓和地衣为食。但由于气候变暖,冬季也会下雨,雨水落到雪层上就会变成冰,坚硬的冰层让它们无法觅食。

为了找出这些情况对驯鹿的具体影响,研究人员在1994年至2015年间,每年4月捕捉135头驯鹿,并为其测量体重。结果显示,驯鹿的体重在这段时间里下降了12%,从55千克降至48千克。研究人员近日在英国生态学会年会上发布了相关成果。

尽管驯鹿的数量似乎没有锐减,但它们的体型已经到达临界点:体重在50千克以下的雌性驯鹿会产下体重更小的小驯鹿,甚至如果食物过少,它们会终止妊娠,以便保护自己。

而当这些体型更小的幼鹿在3年后进入繁殖期后,它们会生下比自己之前更小的小驯鹿。研究人员认为这样的循环会导致驯鹿数量更少、体重更轻。

不过,科学家也指出,气候变暖可能让冬季缩短,冰层也将加速融化,并露出植物,从而使得数代后的驯鹿体重上升,产下更重的幼崽。但就目前而言,体型“缩水”的驯鹿也许会让圣诞老人“迟到”。(张章)

 


人民日报 2016 12 14

图片报道:“雪龙”号行经南极普里兹湾及邻近海域

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

当地时间十二日凌晨至十三日下午,中国第三十三次南极科考队的雪龙号科考船行经南极普里兹湾及邻近海域时,成功布放、回收各一套锚碇式潜标系统。图为科考队员在后甲板操作区进行潜标布放。

  新华社记者 荣启涵摄 

 


参考消息 2016 12 15

北极气温升幅创纪录

美联社华盛顿1213日电美国联邦政府一份新报告显示,地球最北端的升温加速是其他地方的两倍,让秋天和冬天的温度都高得反常。

美国国家海洋和大气管理局今天在其发布的《北极年度报告》中,记录了反复被刷新的高温纪录、降低的海冰厚度、不断缩减的冰层和冰川。这份报告的第一作者、国家海洋和大气管理局负责研究事务的杰里米·马西斯说,从报告可以看出,北极变暖的长期势头在加剧且变得更加明显,影响到的不只是夏季,还有其他季节。按照通常的规律,在夏季以外的季节,北极会重新被冰雪覆盖。

科学家早就提出,人为因素造成的气候变暖可能最先影响到北极。马西斯和其他研究人员说,数据表明这正是目前所出现的情况。

国家海洋和大气管理局的报告说,从201510月到今年9月,北极的气温是“从1900年有观测记录以来最高的”。在此期间,北极平均气温比1981年到2010年的平均气温高了2摄氏度,比1900年高3.5摄氏度。

报告还详细列举了其他极端情况:

*在格陵兰岛沿岸,海洋温度比30年来的平均温度高了5摄氏度。

*北极海冰没有创下年度最少纪录,不过在今年10月和11月,也就是海冰通常会增加的时候,没有出现这种情况。从10月中旬到11月,海冰是有记录以来厚度最薄的。

*北极春天的积雪面积创下新低,自1967年开始卫星观测以来首次在今年5月降至150万平方英里(约合389万平方公里)以下。

*虽然没有创下最低纪录,不过格陵兰岛的冰层仍在缩减,而且这种缩减的势头早在今年410日就开始了。今年冰层融化的起始时间是有记录以来第二早的。

马西斯说,目前这种局面一方面是人为因素导致的气候变暖,另一方面是因为刚刚结束了一次大规模的厄尔尼诺现象。

 


中国科学报 2016 12 15

环球科技参考:人为引起的全球增温超过IPCC预期

近日,《科学进展》发表题为《非线性气候敏感性及其对未来温室气体增暖的影响》的文章,利用过去784000年的数据表明,人为引起的温室气体排放将使地球到2100年升高4 ,超过政府间气候变化专门委员会(IPCC)先前的预测。

全球平均地表温度随着人为温室气体的排放而增加。气候平衡敏感性是描述气候系统对辐射平衡外部扰动响应的关键参数,指在一定的辐射强迫下达到气候平衡状态时的增暖幅度,但这一参数仍然不确定。美国夏威夷大学、华盛顿大学、奥尔巴尼大学和德国气候变化影响研究所的研究人员利用784000年前距今的海表温度重建资料和瞬态古气候模型模拟结果,估计了全球平均温度变化和气候敏感性。

研究结果表明,气候敏感性强烈依赖于气候背景状态,在增暖阶段的值显著偏大。在高典型浓度路径下,该研究模拟的全球温度升高范围比IPCC中采用的国际耦合模式比较计划第5阶段集合平均预报高16%。另外,全球平均地表温度到2100年增加4 ℃,很可能超过过去784000年以来的最高水平。(刘燕飞)

 

 


中国科学报 2016 12 15

环球科技参考:陆地碳吸收增强致大气碳增长率停滞

近日,《自然—通讯》发表题为《陆地碳吸收的增强导致大气二氧化碳增长率最近出现停滞》的文章指出,虽然人类活动造成的二氧化碳排放仍在增加,但近年来大气中二氧化碳的增长率出现了停滞。

自工业革命以来,大气二氧化碳水平一直在增加,但由于受到植物生长年际差异的影响,增长速率也有所差异。量化二氧化碳排放量的变化非常重要,但由于大气二氧化碳浓度和气温控制着植被的生长,因而植物的光合作用(二氧化碳吸收过程)和呼吸作用(二氧化碳排放)受到的影响就更加难以估算。美国劳伦斯伯克利国家实验室领导的研究团队使用全球碳计划的全球碳收支数据,结合不同的卫星遥感观测数据集和分布式地球观测网络,以及多个可预报的动态全球植被模型,研究了大气中二氧化碳增长率的随时间的变化情况。大气中二氧化碳浓度长期数据来自于美国国家海洋和大气管理局的地球系统研究实验室。

结果显示,人类活动造成的二氧化碳排放仍在增加,同时,陆地生态系统在全球碳循环中发挥了更大的作用,碳吸收的增加,抵消了很大一部分的碳排放。大气中二氧化碳的增加即增强了光合作用(二氧化碳吸收过程),全球气温上升又减缓了呼吸作用(二氧化碳排放),这两个因素的合力造就了大气二氧化碳增长率出现停滞。20022014年,大气二氧化碳的增加速率每年约降低2.2%。研究最后也指出,大气二氧化碳含量增长率的减缓极有可能是暂时的,在大气二氧化碳浓度持续上升的条件下,植物碳汇能力的增加也无法从根本上解决气候变化问题。(马瀚青)

 


中国科学报 2016 12 15

DigitalGlobe卫星实现50厘米分辨率

本报讯 1213日,据数字地球(DigitalGlobe)公司透露,其研发的地球成像卫星已能实现拍摄50厘米分辨率或更清晰的图像,以细致展现瞬息万变的地球表面。这意味着图像中每个像素可覆盖50厘米,覆盖范围大致相当于棒球场上一个本垒板那么大。

DigitalGlobe的卫星能够从大约700公里的高度实现这样的图像清晰度,而拍摄照片的卫星以大约每小时27000公里的速度飞行,相当于在1分钟内从伦敦抵达巴黎。

目前,DigitalGlobe的卫星每天环绕地球运行16圈,可以收集300万平方公里的影像。如果将这些卫星影像拼接起来,仅1天的影像就足以覆盖印度整个国家。在过去15年里,他们的图像库收集了近90PB数据。

据了解,DigitalGlobe是一家商用高分辨率地球影像产品和服务全球供应商,其提供的图像及解决方案能够帮助决策制定者对不断变化的地球进行更好的了解,以拯救生命、节省资源和时间。(丁佳)

 


中国科学报 2016 12 15

精彩科学·11月:意大利埃特纳火山的照片

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

这张关于意大利埃特纳火山的照片拍摄于去年12月。它获得了2016锡耶纳国际摄影奖(SIPA)自然类一等奖。图片来源:Giuseppe Mario Famiani/《自然》

 


新民晚报 2016 12 15

声音·八方:北极地区在过去一年中以两倍的速度变暖

我们很少像今年这样看到北极呈现一个清晰的、强烈的持续变暖信号及其对环境产生的连带效应。

  ——美国国家海洋和大气管理局13日发布最新报告称,由于人类碳排放和厄尔尼诺的影响,北极地区在过去一年中以地球其他地区两倍的速度变暖,创下历史最高气温记录;北极地区的冰雪覆盖面积也在不断缩小。

 


科技日报 2016 12 16

我们为什么要发射自己的碳卫星

——揭秘我国首颗二氧化碳监测科学实验卫星(上)

本报记者 操秀英 陈 磊

不久,继美、日之后,地球上空的碳卫星“家族”又会添新成员——中国将发射国内首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星。

按照设计,在未来几年,它将在太空巡游,通过不断变换观测模式,完成对全球二氧化碳的监测,并借助模式同化技术,最终形成全球碳排放情况的“体检报告”。

其实,早在2010年,中国就开始部署并紧锣密鼓地对碳卫星项目进行论证,并于2011年启动实施863计划“十二五”重大项目“全球二氧化碳监测科学试验卫星与应用示范”。

中国为什么这么需要一颗碳卫星?布局这步棋将对全球气候变化的监测和分析起到什么作用?

摸清二氧化碳的来去“踪迹”

气候变化一直是全世界关注的热词。但是,国际上对影响全球气候变化关键因子的连续监测和分析仍很薄弱,尚未形成完备的基础数据。

“从人类有限的对大气二氧化碳的地面直观观测史来看,150年来,大气中的二氧化碳的浓度已经从280ppm上升到400ppm。这导致过去100年全球平均气温上升了约0.7摄氏度,由此导致灾害性天气频发、强度加大。”碳卫星首席应用科学家卢乃锰告诉科技日报记者,目前主流观点认为,如果温度继续上升,即使此后将二氧化碳浓度减小,地球也会发生不可逆的变化。

那么,问题来了:采集大气中二氧化碳浓度的相关数据,全球地面都设有观测点,为什么要发卫星?“其实地面观测的绝对精度要比卫星观测精度高,但地基观测不能解决全球大气碳含量的空间分布问题,更不能监测到海洋上空大气中二氧化碳的含量。”卢乃锰介绍,2010年左右,全球的二氧化碳地面观测站点仅有200多个,难以满足监测需求。

当今碳循环科学面临的最大问题,就是在全球和区域尺度上无法准确获取二氧化碳通量(单位时间内通过单位面积的二氧化碳总量)信息。所以,需要通过空间观测手段,完成对全球和区域范围内二氧化碳的测量,以提高人类对全球碳循环过程的理论认识,进而改进气候变化预测结果的可信度和稳定性。

一个好汉三个帮,碳卫星又来了“中国造”

正是基于上述认识,2009年,日本发射了世界首颗温室气体观测卫星(GOSAT)。同年,美国的碳卫星(OCO-1)首次发射失败,后于2014年再次发射其替代者OCO-2

已有美日两颗碳卫星在前,中国是否还有必要自立门户?卢乃锰用我国气象卫星的发展历程来回应这一疑问:“当初中国一穷二白,在我们发射气象卫星遭遇挫折的时候,很多人说,既然可以免费用日本的卫星数据,就不要发射自己的气象卫星了,但从长远角度看,作为一个大国,不能依赖国外,必须克服困难,坚定地走自主发展的道路,这样才形成如今在气象卫星领域美国、欧洲和中国三足鼎力的局面。”

在二氧化碳监测问题上,更为现实和迫切的需求是,中国必须拥有自主数据才能在全球气候谈判中掌握主动权。持家得先有账。国家遥感中心总工程师李加洪接受科技日报独家专访时说,中国政府研制并发射碳卫星,对全球大气中二氧化碳浓度进行动态监测,进而给出全球碳分布数据,不仅是中国应对全球气候变化采取的积极行动,而且也体现了负责任大国的担当。

同时,在李加洪看来,“做全球二氧化碳监测仅仅一两颗卫星是不够的,我国是第三颗,欧洲也将碳卫星列入计划。我们希望通过这颗卫星和其他几个国家合作形成碳卫星‘虚拟星座’,联合观测大气二氧化碳,为全球气候变化提供更加丰富的监测数据”。

研制:从心里没底到“跳起脚能够得着”

李加洪回忆,早在2009年,根据863计划地球观测与导航领域办公室的部署,国家遥感中心就在思考“十二五”的布局,对包括日本GOSAT卫星发射和美国发射失败的OCO-1等都非常关注,并专门咨询童庆禧院士:“中国该不该搞自己的碳卫星?”得到的是坚定的肯定回答:“从战略层面必须做。”

863地球观测与导航领域专家组在前期领域战略研究工作的基础上,考虑‘十二五’部署哪些项目时,大家对发射碳卫星这件事已达成共识,问题是我们能否做得了和怎么做。”卢乃锰回忆。

碳监测卫星是我国的空白,对于我国科研人员来说是一种全新的挑战,只能摸着石头过河。“我们刚开始也是两眼一抹黑。这类卫星对于光学仪器的要求非常高,我们在元器件等各方面是否能满足需求?”卢乃锰说,没有人敢打包票,“在走访了全国十多个相关单位后,大家心里有点底了。”

中国碳卫星还加载了真正意义上的云与气溶胶监测仪。李加洪解释:“利用它能排除云和空气中气溶胶的影响,也就是解决对二氧化碳监测的‘噪音’干扰问题。”

具体到指标设计,卢乃锰说,“我们在反复权衡功能、精度和工艺水平后,确定了合适的配置方案”。最终,在“跳起脚能够得着”的宗旨下,中国的碳卫星不仅实现了各项设计指标,还极大地带动了我国多项相关技术的突破。

863计划+航天工程”管理的完美联姻

“碳卫星由863计划立项,前期主要按照863项目管理,但后期工程主要以航天工程模式进行管理。”参与863计划全过程管理的李加洪介绍,中科院负责碳卫星工程的组织实施,中国气象局负责地面应用系统。该工程按照航天工程管理模式,专门成立了卫星工程总师和总指挥两总管理体系,通过工程“两总”体系,使得863项目管理和航天工程管理之间得到了有机结合,实际也实现了国家科技计划中工程性项目的管理创新。

“该项目立项还紧密结合相关部门的需求,如它与中科院先导专项的碳专项紧密结合,也与中科院一直推动系列科学实验卫星计划不谋而合。”李加洪说。

(科技日报北京1215日电)

 


科技日报 2016 12 16

恐龙灭绝之谜

现在我们知道,恐龙灭绝的时间是在距今约6500万年前,但恐龙因何灭绝至今还是个谜。

一种假说认为,恐龙禁不起白垩纪晚期的寒冷气候而导致灭绝。该理论指出,恐龙是温血动物,它们具有相对较高的代谢速率,有可能维持一定的体温。但当体温降到一定程度,就要消耗体能以提高体温,否则就需要保温。而白垩纪晚期气候寒冷,恐龙过于庞大的身躯,不能进入洞中避寒,一旦寒冷持续较长时间,它们就会因为耗尽体力而被冻死。

另一种假说认为,恐龙灭绝于小行星的撞击。6500万年前,一颗相当于珠穆朗玛峰大小的小行星撞击了地球,引发了大地震。撞击使熔浆被抛到数千米的高空,继而是长达几十天的流火现象。数以千万吨的灰尘、有毒物质在随后的一个月内遍及全球。在以后的几个月里,太阳只是一个模糊的影子,植物停止了生长,食草动物大量减少,污浊的空气、短缺的食物、肆意的疾病等导致了恐龙的灭绝。

气候骤变造成恐龙绝灭的另一种可能的途径是严重影响恐龙的卵。一些科学家发现,在恐龙灭绝之前的白垩纪末期,恐龙蛋的蛋壳有变薄的趋势。我国的一些古生物学家也发现,在一些化石地点产出的恐龙蛋中,临近绝灭时期的那些恐龙蛋蛋壳上的气孔比其他时期的恐龙蛋蛋壳上的气孔要少,这很可能与气候变得寒冷干燥有关。

关于恐龙绝灭,科学家们分析研究了到目前为止发现的所有线索,提出了一个又一个的理论来试图解释其原因,但是至今都没有得出一个让所有人都能够接受的定论。

 


科技日报 2016 12 16

绘就科技兴海五年蓝图

本报记者陈 瑜

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

当地时间1129日,搭载中国第33次南极科考队的“雪龙”号科考船抵达距离南极中山站约31公里处的陆源冰地带。图为破冰中的“雪龙”号科考船。

 

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

图为科考队员在进行钻冰作业。

 新华社记者荣启涵摄

 

2020年,海洋科技成果转化率超过55%,海洋科技进步对海洋经济增长贡献率超过60%,发明专利拥有量年均增速达到20%,海洋高端装备自给率达到50%

1213日召开的全国海洋科技创新大会上,国家海洋局、科技部联合发布了《全国科技兴海规划(20162020年)》(以下简称《规划》),这也被认为是全国科技兴海未来五年的规划图。

2015年,我国海洋经济生产总值超64000亿元,在国内生产总值中占比达9.6%,另一方面,我国海洋维权和海洋安全形势复杂,海洋生态环境保护任务日益繁重。正因如此,在海洋领域深入实施创新驱动发展具有特别重大的现实意义和历史意义。

科技部副部长徐南平在会上讲话中强调,要把海洋科技创新摆在国家科技创新更加突出的重要位置,从海洋经济、海洋安全、海洋生态文明三个维度推进海洋领域科技创新。

“我们将《规划》定位为支撑海洋重大战略实施,指导未来5年海洋科技成果转化与产业化的纲领性和指导性文件。”国家海洋局科学技术司司长雷波在做《规划》说明时强调,《规划》重点定位在成果转化,更加注重中后端。科技部近日还将出台《海洋领域“十三五”科技创新专项规划》,重点定位在源头创新,更加关注前端,两者进行了充分衔接和链式布局,可以较好地支撑《“十三五”国家科技创新规划》《全国海洋经济发展规划(20162020年)》的任务实施。

瞄准核心技术推动原始创新

2014年,国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所(以下简称淡化所)成功中标古雷港经济开发区10万吨/日反渗透海水淡化国家示范工程总承包项目,物耗、能耗设计指标达到国际先进水平,建成后将成为我国单机规模最大的反渗透海水淡化工程。

13日的会议经验交流环节,淡化所所长李琳梅介绍说,淡化所通过科技兴海等重点项目,对海水利用关键技术、核心装备、先进材料等开展持续攻关,突破多项技术瓶颈。

“近年来,海洋科技成果丰硕,亮点很多,创新能力和科研实力都上了一个台阶。”但雷波同时表示,从全球范围看,主要海洋国家或地区采取一系列创新举措促进海洋科技与经济活动的深度融合,争取在海洋领域获取更大的利益,更加强调蓝色经济绿色发展。从国内发展实际看,海洋科技引领支撑作用仍有待加强。《规划》将瞄准海洋产业核心技术受制于人、公益服务技术支撑能力不足等薄弱环节,实现突破。

“要加快海洋科技创新系列规划的落实,全面提升海洋科技自主创新能力。”徐南平指出,要按照“做实近海,聚焦深海,拓展远海”的总体发展思路,更加重视和推动海洋领域原始创新、颠覆性技术创新。要着眼于维护国家海洋主权与权益、开发深海资源、拓展生存和发展空间的重大战略需求,从海洋科学认知、深海探测技术、海洋环境安全保障、深水能源资源勘探与开发、海洋生物资源可持续开发利用、极地科学研究等方面入手,大力发展具有自主知识产权的海洋技术和重大海洋装备,全面提升海洋科技自主创新能力;要加快推进重大项目的实施,争取在“深水、绿色、安全”的高技术领域率先取得突破。

海洋科技成果转化率将超55%

谈及《规划》,浙江舟山国家科技兴海产业示范基地负责人陈焱特别注意到了其中的数据。

“《规划》总体目标中提到,到2020年新建10个以上具有较强辐射带动作用的科技兴海示范基地和高技术产业基地。”陈焱说,下一步舟山国家科技兴海产业示范基地将按照《规划》提出的原则和目标,完善转化、孵化、生产、交易、培训、服务等功能,继续做大做强海洋生物医药与制品、海洋高端装备、海洋新能源等新兴产业。

20世纪90年代初,我国沿海地区掀起了科技兴海热潮。经过十几年的发展,仍存在一些突出问题,如尚未形成科技促进海洋经济持续健康发展的长效机制;关键技术自给率和科技成果转化率低等。

《规划》一大亮点,是提出了科技兴海工作五类具体目标。其中包含5项定量指标,即海洋科技成果转化率超过55%,海洋科技进步对海洋经济增长贡献率超过60%,发明专利拥有量年均增速达到20%,海洋高端装备自给率达到50%,新建10个以上具有较强辐射带动作用的产业示范基地。

针对海洋战略需求,《规划》设置了五方面的重点任务:加快高新技术转化,打造海洋产业发展新引擎,提升我国海洋产业的核心竞争能力;推动科技成果应用,培育生态文明建设新动力,有力支撑“智慧海洋”等重大工程和基于生态系统的海洋综合管理实施;构建协同发展模式,形成海洋科技服务新能力,推动海洋领域大众创业、万众创新;加强国际合作交流,开拓开放共享发展新局面,推动我国海洋产业链全球网络布局和创新发展;创新管理体制机制,从组织领导、政策环境、支持方式等方面加强对科技兴海的保障。

更注重引领海洋产业转型升级

“要进一步推进海洋科技创新体制机制的改革。”徐南平在会上提出,要坚持需求导向,面向国家海洋重大需求实施重大项目,加强科研与需求的对接;要加强协同、形成合力,围绕供需链、产业链部署创新链,统筹各种科技资源在海洋领域的配置。

雷波认为,《规划》的一大突出特点,是更加注重海洋高新技术转化对海洋产业转型升级的引领带动作用。

除了引领海洋生物医药与制品、海水淡化与综合利用等海洋战略性新兴产业快速发展,《规划》强化了要通过高新技术带动海洋渔业、海洋盐业及盐化工等海洋传统产业绿色转型,以及要加快培育发展海洋新材料、海洋信息等新业态。

此外,《规划》更加注重公益技术转化应用对建设海洋生态文明的支撑作用,强化公益技术对海洋重点工程和实施基于生态系统的海洋综合管理的支撑;更加注重科技兴海服务能力提升,增强创新成果源头供给,引导企业成为海洋技术创新主体,引导沿海地方开展创新示范,为海洋领域开展双创提供公共服务支撑;更加注重科技兴海开放共享发展。

“我们希望以全球视野布局海洋科技成果转移与分享,在更大范围、更深层次参与国际海洋科技和海洋产业的分工与合作,形成新的竞争优势。”雷波说。

相关链接: “十二五”我国海洋科技水平大幅跃升

“十二五”期间,海洋科技各项指标均呈现高速增长态势,全国海洋领域SCI论文数量达到4285篇,论文产出总量仅次于美国,总被引数量排名全球第7位;专利申请数量共1.6万件,相对2010年增长179.8%

“十二五”期间,在大洋勘察方面,在国际海底管理局新申请获得3块海底矿区,我国成为首个拥有3种资源矿区的国家。在极地科学考察方面,完成了5次南极科考和2次北极科考,自主研发的深冰芯钻机完成了Dome A冰盖的多次钻探,首次实现北极和亚北极五大区域准同步考察。世界最新先进水平的南极遥感固定翼飞机“雪鹰601”正式投入我国南极观测,具有世界先进设计理念的我国新建极地考察破冰船将于2016年年底正式开工建造,并有望于两年后投入使用。在深海探测技术方面,2012年蛟龙号载人深潜最大深度成功达到了7062,使我国成为世界上同类载人潜水器下潜深度最大的国家,同时涌现出“潜龙”号系列AUV、“海龙”号ROV、“海马”号ROV等一大批深海探测装备。成功完成300米饱和潜水海底出潜探摸和首个实验型深海移动工作站的下水试验。

 


参考消息 2016 12 17

研究显示地幔冷却速度超预期

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


科技日报 2016 12 18

世界部分地区地下水本世纪中叶或枯竭

新华社洛杉矶1216日电 (记者郭爽)美国地球物理学联合会最新发布研究报告称,未来几十年内,人类消费可能导致印度、欧洲和美国部分地区的地下水枯竭。

美国科罗拉多矿业学院水文学家英格·德格拉夫日前在美国地球物理学联合会秋季年会上说,到本世纪50年代,由于人类饮用和农业灌溉过度抽取地下水,全世界18亿人口将居住在地下水完全或接近枯竭的地区。

“印度、欧洲和美国的部分地区情况最糟糕,从模拟数据来看,中国的地下水资源情况略好一些,与北方相比,中国南部地区的地下水资源情况更好一些”,德格拉夫接受新华社记者电话采访时说。

此前,美国航天局等机构利用卫星数据进行的全球地下水研究发现,全球最大的几个蓄水层(即可存储地下水的土壤或多孔岩层)水位正在以惊人的速度下降,不过卫星观测的方法无法测量较小区域的蓄水层水位。

在最新研究中,德格拉夫与荷兰乌得勒支大学科研人员借助新的全球地下水位计算机模型分析出了较小区域的地下水水位情况,并预估出未来达到极限的可能时间。所谓“极限”被认为是地下水水位连续两年降至抽取阈值以下。

模型预测,2040年至2060年间,印度上恒河盆地、西班牙南部和意大利部分地区的蓄水层可能会枯竭。

在美国,加州中央谷地、图莱里盆地和圣华金河谷南部,蓄水层可能于本世纪30年代枯竭。在为得克萨斯州、俄克拉何马州和新墨西哥州提供地下水的高地平原,南部地区的蓄水层可能于本世纪50年代至70年代间达到极限。

不过科学家也表示,目前仍缺少蓄水层结构和存储能力的相关数据,尚不能准确测算出单一蓄水层能存储多少地下水。

 


人民日报 2016 12 18

“海洋六号”赴南极科考

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

在结束了大洋科考和深海资源考察活动后,中国科考船海洋六号”16日晚从智利瓦尔帕莱索港起航,驶向南极,正式展开为期4个多月的南极科考活动。此次科考活动属于中国第三十三次南极科考活动的组成航次。

图为停泊在智利瓦尔帕莱索港口的海洋六号整装待发。

新华社记者  攀摄

 


新民晚报 2016 12 18

探险北极

陈宪

所谓北极,单是指地球北纬90度那一个点。但通常将北纬6634分以北,常年冰雪覆盖、人迹罕至且有极昼极夜的严寒地区,称为北极圈或北极地区。

我们于2016930日在冰岛雷克雅未克,通过包机飞抵格陵兰岛东海Scorseby Sund峡湾,一个地处北纬70度的基地,然后通过橡皮艇接驳,登上有动力的被我们包租的伦勃朗帆船,进行为期109夜的北极圈探险游。其中约有8天在北纬71-69度一带探险,最后两天穿越231英里的丹麦海峡,南下直至位于北纬65.7度的冰岛北部城市阿库雷里。

格陵兰岛为世界第一大岛,有217万平方公里,约相当于21个江苏省,但格陵兰岛84%的面积被冰雪覆盖,陆地冰川平均高度2.3公里,中部冰川最高达3.4公里称之为冰盖,所以其东西南北被冰川冰盖阻隔,相互不连通。我们就在人迹罕至的东海岸北纬70度一带探险,依靠船驶入大小不一的峡湾,沿途观赏千姿百态的浮冰;然后通过橡皮艇接驳登陆,考察北极地区原居民因纽特人、北极的地形地貌、北极熊等野生动物。当然观赏自然界罕见的天象——极光,也是我们的重点内容。目前每年有60名左右中国人前往北极圈探险游。本团实际出团勇士共计32位(包括中方专业顾问与中方领队各一名),团员来自上海、广州与北京。

北极圈是因纽特人的家园也是北极熊的领地,所以109夜的登陆探险过程,全程都有外籍专业资深人士担任正副队长,且腰挂手枪(信号枪),肩背长柄枪,枪弹上膛护卫。除101日探访因纽特人居住小镇,可以自由活动外,其余登陆考察,都是集体活动,列队行走,而且每次登陆都必须先有队长持枪搜巡之后,并且由其突前带队,我们才能随后纵深前行考察,另一名持枪护卫殿后。

为什么是北纬72度至北纬65.7度,而不是北纬90度?纬度越高越不适合所有动植物栖息,例如北纬80度以上,因纽特人也无法生存;动植物当然也渐趋罕无。另外,观察北极光最佳区域是北纬67度左右。非职业探险,选定探险游区域需要综合兼顾。

为什么包租帆船?我们包租的帆船有动力,最大航速9节。其次,北极公约规定,只有不超过100人的船,才可以驶入格陵兰岛东部的Scorseby Sund峡湾;本帆船只能容纳33名乘客,另有12名工作人员(含2名探险专业人员);船长56米,宽7米,吃水2.5米,有对航道的宽度、深度要求较低的优势,即行驶灵活、接驳登陆距离短的优点。注意,北极地区都是严寒荒原,人迹罕无,没有码头等人为设施,所以每次登陆,必须通过橡皮艇接驳,穿长筒靴涉水登陆。橡皮艇驶行过程,寒冷之彻骨钻心,没有经历者,无法想象。

为什么要荷枪实弹护卫?106日在格陵兰岛东南部的Steward半岛,坐橡皮艇巡游时,我们就相遇北极熊,最近直线距离只有三四十米。北极不同于南极,有危险的食肉动物。

 


参考消息 2016 12 19

影响 2016 年的重大科学事件(节选)

英国《自然》周刊网站1216日文章题:新闻中的2016:影响这一年的科学事件

从震惊世界的选举到太空中灾难性的技术故障,研究人员经受住了动荡的一年。不过他们也宣布了一些引人注目的进展——直接探测到引力波、携带三人DNA的婴儿诞生以及人工智能尝试了一种尚未被计算机掌握的棋类游戏。

5.气候关键时刻

来自创纪录的170多个国家的代表在422日“地球日”这天齐聚一堂,签署了201512月在巴黎达成的国际气候变化协定。

9月,最大的推动力出现了。美国和中国——合计占全球排放量的38%——式加入了这一协定。几周后,巴西和另外30个国家也加入其中。欧盟于105日批准了协定。协定于114日正式生效。

全球变暖一直在持续。今年头5个月,热带太平洋区域一次超强的厄尔尼诺事件助推全球气温屡创新高。这注定将使2016年成为有史以来最热年份,也使全球平均气温连续三年打破纪录。

 


参考消息 2016 12 19

北极气流作祟,美多地遭受极端天气打击

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


科技日报 2016 12 19

碳卫星如何进行全球“碳普查”

——揭秘我国首颗二氧化碳监测科学实验卫星(下)

本报记者 陈磊 操秀英

我国首颗二氧化碳监测科学实验卫星即将发射升空,它将用慧眼一探全球二氧化碳变化的秘密。

“我国还没有这么复杂观测模式的民用卫星,它通过5种观测模式的组合,完成对全球二氧化碳的探测,卫星装载的高光谱二氧化碳探测仪有2000多个通道,光谱解析度极高,卫星研制难度极大。”碳卫星首席应用科学家卢乃锰告诉科技日报记者。

利用光谱吸收特性一探究竟

与以往的气象卫星不同,碳卫星是在可见光和近红外谱段,利用分子吸收谱线探测二氧化碳浓度。“大气在太阳光照射下,二氧化碳分子会呈现光谱吸收特性,通过碳卫星对二氧化碳光谱吸收线的精细测量,就可以反演出大气二氧化碳的浓度。”卢乃锰说。

反演验证系统是获取卫星数据后计算出二氧化碳和气溶胶分布状况的关键环节,也是卢乃锰在采访中反复提及的技术关键。通俗来讲,太阳的光谱是确定的,如果已知二氧化碳浓度等大气状况,根据模型,计算出卫星应该观测到的光谱,是正演;而根据卫星获取的数据,由模型反算出二氧化碳浓度,就是反演。

“以往气象卫星所涉及到的反演问题,大多集中在红外和微波谱段,而碳卫星所涉及到的是可见光和近红外谱段的反演问题,机理不同,难度加大。这需要考虑云与气溶胶、气压、温度、反照率等多因素的影响,重新设计全新的反演验证系统。我们集中国内优势单位联合攻关,终于啃下了这块硬骨头,填补了国内技术空白。”卢乃锰说。

国家遥感中心总工程师李加洪介绍,该项目后期还追加了航空遥感实验和地面观测反演。前者就是把二氧化碳探测仪放在飞机上先采集数据,让研究者在碳卫星发射前就能熟悉相关数据处理和反演方法,积累经验,确保碳卫星获取数据后及时开展应用。

会跳华尔兹会翻筋斗,还能斜看竖看盯着看

卢乃锰给记者展示了一段碳卫星工作的模拟视频。“大家看到卫星在天上翩翩起舞,觉得很美,但搞卫星的人通常一听到这种需求就心惊肉跳,万一转过去转不回来了,怎么办呢?”他说,这种敏捷观测对卫星技术要求极高。

这颗卫星为什么需要不停旋转?这就涉及到其复杂的观测模式。碳卫星可以斜着看、竖着看、盯着看。斜着看,就是耀斑观测模式,利用太阳在海面的镜面反射提高信噪比,获取海面上空的二氧化碳数据;竖着看即天底观测模式,利用地面的漫反射特性开展地面二氧化碳的观测;盯着看,就是卫星在飞行过程中,始终瞄准一个特定目标进行观测,完成既定任务。除此之外,碳卫星还要观测太阳和月亮,进行对日、对月定标。

卢乃锰说,这相当于只有一只眼睛的卫星需要不停转换角度来完成对不同方向的观测。所以卫星要不断地调整姿态,就像跳优美的华尔兹。

这种复杂和高难度的“跳舞”观测,让碳卫星能够得到更加有效的全球二氧化碳分布信息。“日本的GOSAT2009年发射的世界首颗温室气体观测卫星)的有效观测点只有300多个,我们在设计时加大了卫星的扫描宽度,增加了采样点,使得有效观测点比他们多了一个数量级。”卢乃锰说。

搭载二氧化碳和气溶胶两个探测仪

除了模块化卫星平台,高标准的载荷设计也是碳卫星研制的一大难点。碳卫星搭载了两个遥感仪器。一个是高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪,另一个是多频段云与气溶胶探测仪。

“几十纳米的带宽在肉眼看来就一个颜色,要在这上面布置2000多个通道,也就是要再精细分辨出2000多种颜色,这对光学仪器的材料和工艺来说是非常大的挑战。”卢乃锰说。

碳卫星项目要求大气中二氧化碳的浓度监测精度优于4ppm(百万分比浓度),也即是说,当大气中二氧化碳含量变化超过百万分之四时,碳载荷就必须发现。为此,中科院长春光机所制造出200×200毫米的大面积光栅,填补了这一领域国内技术空白。

将会形成全球碳排放报告

我国的碳卫星大气二氧化碳反演精度可达到1-4ppm,比日本GOSAT监测精度高,与美国OCO-2相当。

在发射成功并经过半年的在轨测试后,碳卫星将正式投入运行,16天完成一个回归周期,每两到三个月,完成一次全球有效覆盖。碳卫星获取的信息经过解析和处理,就会形成不同地区碳排放报告。

“要用好这颗星需做好四件事。”卢乃锰说,第一是卫星数据的预处理,包括卫星定位、光谱定标、辐射定标等工作;第二是此前强调的数据反演;第三是模式同化技术;第四是数据共享。

在这颗碳卫星基础上是否有安排后续业务星的计划?卢乃锰说,虽然这颗星还没有发射,但它的部分成果已经应用到很多碳监测的技术中,诸如风云气象卫星等国家空间对地观测卫星上,也都已经或正在考虑装载二氧化碳观测仪器。只是国家863计划走在了前面。

“科技部特别强调碳卫星数据向国内外共享,目前已经制定了数据管理办法,将适时对外发布。碳卫星数据将加载到国家综合地球观测数据共享平台,除向国内各类用户提供数据共享服务外,还将通过全球生态环境遥感监测年度报告(GEOARC)发布专题报告。在国际合作方面,将向地球观测组织(GEO)共享,作为中国对GEO的实质贡献;通过中欧‘龙计划’合作将与欧空局开展深度研究。”李加洪透露,前段时间,NASA主动提出合作, 随着中国、欧洲碳卫星的跟进,希望以后形成多卫星联合观测,进一步实现对外开放、数据共享。

(科技日报北京1218日电)

 


科技日报 2016 12 19

全球科学八大事,中国成果在增多(节选)

——《自然》杂志评出2016年重大科学事件

本报记者 房琳琳

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

英国《自然》杂志网站近日公布了其评出的2016年产生重大影响的科学事件,除了首次探测到引力波等重大科学发现外,中国在航天、气候变化以及基因技术领域取得的多项重要成果也被《自然》杂志评为具有重大影响的事件,与以往相比呈增多趋势。

巴黎气候协议  全球变暖新举措

全球变暖趋势让今年再次打破记录成为史上最热年。

174个国家和欧盟代表在今年422日地球日聚会,签署气候变化《巴黎协定》。9月份,美国和中国正式加入该协议;巴西和其他30多个国家在几周后加入;欧盟105日签署该协议。协定于114日正式生效。

此外,还有联合国国际民航组织遏制国际航班的排放;197个国家统一修订旨在保护臭氧层的“蒙特利尔议定书”,淘汰空调中常用的氢氟碳化合物这一温室气体;各相关国在南极洲沿海的罗斯海建立了世界上最大的海洋保护区。

 


中国科学报 2016 12 19

科学家在太空检测到火山喷发二氧化碳

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

本报讯 一直“激情四射”且能近距离观赏的亚苏尔火山吸引了众多游客。现在,这座位于瓦努阿图南太平洋坦纳岛上的火山将成为国际地标:它将成为首座喷发的二氧化碳能在太空被检测到的火山。

20155月,研究人员使用美国宇航局轨道碳观测卫星—2OCO-2)发现,亚苏尔火山以42千吨每年的速度“嗝”出二氧化碳。今年1214日,研究人员在美国地球物理联合会年会上报告了这一成果。

但空间测量并非易事:云层、尘埃和距离都会影响结果。此外,与在背景环境下十分突出的二氧化硫不同,大气中原本就包含高水平的二氧化碳,而且新注入的二氧化碳会迅速散入其中。

因此,OCO-2研究团队从未期待能记录下火山和火力发电厂等单个源头的排放物。此外,他们对全球碳循环的季节盈亏更感兴趣。但OCO-2恰巧在亚苏尔火山喷发时穿过其正上方,并检测了火山周围的太平洋上部原始空气。

这次幸运的探测活动为今后可行的检测温室气体排放指明了方向,将有助于监督气候协议的实施。它还预示着天基监测能帮助预报火山爆发。(张章)

 


中国科学报 2016 12 19

部分地区地下水资源本世纪中叶可能枯竭

据新华社 近日,美国地球物理学联合会最新发布研究报告称,未来几十年内,人类消费可能导致印度、欧洲和美国部分地区的地下水枯竭。

美国科罗拉多矿业学院水文学家英格·德格拉夫日前在美国地球物理学联合会秋季年会上说,到本世纪50年代,由于人类饮用和农业灌溉过度抽取地下水,全世界18亿人口将居住在地下水完全或接近枯竭的地区。

“印度、欧洲和美国的部分地区情况最糟糕,从模拟数据来看,中国的地下水资源情况略好一些,与北方相比,中国南部地区的地下水资源情况更好一些,”德格拉夫接受新华社记者电话采访时说。

此前,美国航天局等机构利用卫星数据进行的全球地下水研究发现,全球最大的几个蓄水层(即可存储地下水的土壤或多孔岩层)水位正在以惊人的速度下降,不过卫星观测的方法无法测量较小区域的蓄水层水位。

在最新研究中,德格拉夫与荷兰乌得勒支大学科研人员借助新的全球地下水位计算机模型分析出了较小区域的地下水水位情况,并预估出未来达到极限的可能时间。所谓“极限”被认为是地下水水位连续两年降至抽取阈值以下。

模型预测,2040年至2060年间,印度上恒河盆地、西班牙南部和意大利部分地区的蓄水层可能会枯竭。

在美国,加州中央谷地、图莱里盆地和圣华金河谷南部,蓄水层可能于本世纪30年代枯竭。在为得克萨斯州、俄克拉何马州和新墨西哥州提供地下水的高地平原,南部地区的蓄水层可能于本世纪50年代至70年代间达到极限。

不过科学家也表示,目前仍缺少蓄水层结构和存储能力的相关数据,尚不能准确测算出单一蓄水层能存储多少地下水。(郭爽)

 


中国科学报 2016 12 19

塑造2016那些事儿——

《自然》盘点年度科学事件(节选)

从唐纳德·特朗普出人意料地成功当选美国总统到太空灾难性技术故障,2016年对科研人员而言是暗流汹涌的一年。但今年,仍有瞩目的研究成果出现:引力波现身、“三亲”婴儿诞生和人工智能击败李世石……

近日,《自然》杂志网络版公布了其评出的2016年产生重大影响的科学事件,中国在航天、基因技术和气候变化等领域的多项重要成果也被纳入其中。

气候危机

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

帝企鹅在南极洲罗斯海游泳。图片来源:Paul Nicklen

 

422日是世界地球日,174个国家及欧盟代表聚集在美国纽约联合国总部签署《巴黎协定》。各国承诺要将本世纪全球平均升温控制在两摄氏度以内,以减少气候变化造成的严重影响,保护脆弱的发展中国家。甚至各国领导人还雄心勃勃地为控温1.5℃而努力。

而最大的进步是9月中美两国正式宣布加入该协议。几周后,巴西等30多个国家也加入其中,105日,欧盟正式通过该协议。114日,《巴黎协定》正式生效。

这并非今年人们应对全球气候变化的唯一努力。106日,联合国国际民航组织宣布将抑制国际航班的碳排放。1015日,197个国家同意修改《蒙特利尔议定书》,以逐渐淘汰氢氟碳化物。相关国家还打破长达4年的僵局,于1028日宣布在南极洲罗斯海建立世界最大的海洋保护区。

即便如此,全球变暖的警报仍未解除。出现在热带太平洋海域的“史诗般”的厄尔尼诺,使得今年前5个月的全球气温达到历史高点。世界气象组织(WMO1114日在联合国马拉喀什气候大会上发布报告说,2016年“很可能”成为有气象记录以来最热一年。相关报告显示,今年全球气温比工业化以前升高1.2℃,比1961年至1990年(这是WMO的参考期限)的平均温度升高0.88。(张章编译)

 


中国科学报 2016 12 19

为大气拍照“相机”校准

本报讯 1211号,风云四号卫星发射成功。风云四号卫星是我国新一代静止轨道气象卫星的首发星,卫星携带着中科院安徽光学精密机械研究所(以下简称安徽光机所)与中科院上海技术物理研究所合作研制的星上定标器进入预定轨道运行。“这是我国首次实现对静止轨道卫星进行全光路的星上定标。”安徽光机所该项目负责人司孝龙告诉《中国科学报》记者。

此星上定标器装载在风云四号卫星主载荷——多通道扫描成像辐射计上,主要用于该载荷太阳反射波段传感器的校准与定标,通过定标确保光学遥感器在轨运行期间保持较高的精准度。

司孝龙用通俗易懂的语言做了解释:“多通道扫描成像辐射计是一台给大气拍照的‘相机’,我们研制的星上定标器就像是在旁边放面‘镜子’,定期拿出来照一照,检查自己拍照的本领有没有发生变化,并给予校准,进而获取准确的地表大气环境变化数据。”

据悉,我国发射的卫星多采用地面替代定标的方式,需要进行大气辐射传输计算,辐射定标不确定度一般在5%7%。司孝龙指出,此次风云四号卫星多通道扫描成像辐射计首次配置了基于比辐射监测的太阳漫射板星上定标器,它将实时为卫星载荷进行常态化的在轨光学辐射定标,其预期辐射定标不确定度为3%5%,为提高风云四号卫星气象预报精度提供了有力保证。

光学传感器系统在卫星发射升空阶段和在轨运行期间,由于发射振动、环境温度变化、太空电磁辐射环境等原因,逐渐产生衰减而影响遥感器探测的定量精度。卫星在轨使用寿命一般为5~8年,为确保卫星载荷在寿命期内均保持较高的定量精度,科学家们采用多种方法来实时校正仪器的精准度。

安徽光机所的科研人员采用的太阳漫射板加比值辐射监测的方式,利用稳定不变的太阳作为校准光源,结合漫反射板地面高精度测量,通过比对测量监测漫射板,为卫星遥感器提供了一个高精度辐射基准,从而实现全光路高精度辐射定标。

安徽光机所一直从事光谱辐射定标相关技术研究,致力于实验室光谱辐射标准传递、光学遥感器在轨替代定标和星上定标方法研究,其成果广泛应用于我国风云系列、资源系列、环境系列、高分系列和海洋系列等卫星。(沈春蕾 齐琼)

 


人民日报 2016 12 19

观测深海

地球(2016 年 12 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

我国远洋综合考察船科学号日前正在西太平洋执行潜标观测网维护与升级任务。截至目前,科考队员已获取了140余件观测设备连续1年的现场数据,维护了8套深海潜标,并重新布放至西太平洋海域。

图为科考队员在回收观测设备。

新华社发

 

 

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