中山大学/南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）杨清华教授团队揭示了南极大陆的极端高温和暖平流的共性特征。研究分析了局地环流异常对极端高温的影响，证实了南极极端高温主要是由平流驱动。该研究发表于Journal

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深入了解河流颜色背后的科学意义及其与流量的关系。大自然的艺术延伸到地球上的每一条河流，使其呈现出一系列绚丽色彩。河流的颜色是由于光线被沉积物、有机物、藻类和某些类型的细菌吸收和散射造成的。但是河流的颜色会因为人类活动而改变，这些活动会加剧侵蚀，增加污染物，并产生藻华。随着河流的流动，会出现颜色不均匀的斑块，但这如何影响河流颜色的模式尚未得到充分探索。Bruns等人[2024]对美国堪萨斯河进行了一项新研究，利用卫星获取的代表悬浮沉积物的黄色和代表浮游植物的绿色，研究了河流流量和颜色之间的关系。作者发现，在高流量时，这条河呈均匀的黄色。在流量较低时，河流大部分呈现绿色，在较静止的水面(如水坝)后则有集中的绿色斑块。实地测量证实，深绿色是由于藻类水平升高，而不是悬浮的沉积物。他们的研究结果表明，卫星技术得出的河流颜色，加上河流流量测量，可以作为河流健康的有用指标。流经美国华盛顿北喀斯喀特国家公园的一条河流。图片来源:

一项专家调查显示，全球甲烷评估的不确定性主要来自淡水、植被和沿海地区的数据。为了理解和应对气候变化的驱动因素，需要准确估算大气温室气体水平。其中特别值得关注的是大气甲烷，自前工业时代以来，大气甲烷浓度增加了160%，相当于2010年至2019年温室气体造成的变暖的35%。全球甲烷预算(GMB)于2016年首次发布，旨在跟踪人为和自然甲烷排放的趋势和评估值。GMB于2020年更新，整合了自上而下的研究和自下而上的研究，自上而下的研究提供了甲烷源和汇的广泛的区域级图景，自下而上的研究提供了特定排放源的更详细视图。但是，GMB背后数据的不确定性(对误差的定量估计)因行业而异。一名科学家在瑞典斯科加德研究区采集湖泊甲烷排放样本。图片来源：J.

海洋板块俯冲释放的水影响着地球表面火山和地震的形成。一项新的研究模拟了俯冲板块脱水和地幔水化程度如何随时间变化。由于与地球热地幔的相互作用，在俯冲带中，富含水的海洋板块在向密度较低的上覆板块下方滑动时会释放出水分。这些水上升并使其上方的地幔水化，导致地表火山的形成，并限制破坏性地震的最大深度。然而，在俯冲带的生命周期中，驱动水从下降板块中流出的热量不断波动，释放的水量也随着这些波动而变化。Epstein等人研究了水释放速率的变化如何影响地幔水化。具体来说，他们模拟了一个9000万年前的板块俯冲到一个1000万年前的板块之下，并模拟了弧前地幔楔中储存的水。弧前地幔楔位于上覆板块下方，俯冲板块之上。为了推断地幔楔的水化作用，研究人员观察了地球物理特性的变化(如重力异常和地震速度)，这些变化表明了蛇纹岩矿的形成过程，蛇纹岩矿是地幔楔中单位体积含水量最丰富的含水矿物。当海洋板块俯冲到大陆板块之下时，它们会释放出水。这些水上升并促使地球表面形成火山，例如阿拉斯加阿留申群岛的克利夫兰火山。图片来源：Jeff

AGU科学编辑联合撰文，探讨了人们对于学术出版快速发展的期望、期刊衡量标准的文化以及营利性期刊的扩张给作者、审稿人和编辑带来的压力，以及如何改变这种动向。随着提交给地球和空间科学期刊的论文数量不断增加，作者、审稿人和编辑感受到的压力也随之增加。67名AGU期刊编辑联合署名，发表了一篇新的社论，解释了快速变化的出版格局如何增加了作者的压力，使寻找审稿人变得更加困难，并催生了一个营利性开放获取出版商的生态系统，在这个生态系统中，严格的同行评审可能会与潜在的利润相冲突。改善这种情况需要我们所有人减少对出版指标的关注，更多地关注工作的质量。我特别想强调像AGU这样的非营利性机构出版的期刊的重要作用，这些期刊采用高标准的同行评审，出版物的收入用于造福会员而不是股东。作者在考虑将自己最好的工作成果提交到哪里时，应考虑到这一点。大家可以在ESS

一项新的研究表明，海洋生物越来越多地面临着极端水温、低氧水平和酸化的三重威胁。海洋水柱中的海洋生物依赖于水温、酸度和氧气水平的恰当组合，这些参数中任何一个的大幅度区域性波动都会给鱼类和浮游生物等带来严重打击。当两个甚至所有三个参数失衡时，环境可能会变得不适合许多物种生存。由于气候变化一直在使海洋升温，提高海洋的酸度，降低海洋的氧含量，人们对这些区域性的多重威胁事件(column-compound

disruptions.本次论文征集主题包括但不限于:Space

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对青藏高原2021年玛多地震的详细研究表明，与先前的假设相反，断裂走向对地震破裂动力学特征的影响有时会超过断裂成熟度的影响。2021年5月22日凌晨，中国青藏高原地处偏远的玛多县发生了7.4级地震。这是自1997年以来所发生的九次7级以上的地震序列中最新一次，其地表破裂长度是全球同震级地震平均长度的两倍。地震发生在相对不成熟的左旋1走滑断裂带-江错断裂的东端，该断裂滑动速率较低，大约每年1毫米，但在地震之前的活动断裂图上没有显示该断裂。揭示致灾性大地震的地质和动力过程，有助于评估未来震源所在地乃至全世界的地震灾害。在一项新研究中，Liu-Zeng等人详细分析了玛多地震，探究断层结构与地震动力学之间的关系。为此，研究人员将野外实地考察，震前和震后卫星影像，以及无人机拍摄的、覆盖整个地震破裂的厘米级分辨率影像2相结合。高精度遥感技术使他们突破了受高海拔和恶劣自然环境而无法到达地震破裂带的限制。研究人员利用厘米级分辨率无人机影像和地形，研究了

科学家们喜欢数据驱动的推理，但在管理研究生资格考试时，使用的指导数据却出奇地少。重新审视这些考试可能有利于促进教育公平，提高教育质量。大多数高校教师都还记得自己读研究生时的资格考试，此后则掌管着更多的考试，但在研究生教育中的这一里程碑有没有其方法呢？不同院系的考试过程差异很大，主要是根据每个机构的传统，关于考试结果的数据则很少。遗憾的是，资格考试在留住代表性不足的学生方面往往是个失败点。缺乏明确的期望、流程和评估可能会给在科学领域处于边缘身份的学生造成障碍。在考试中，女性比男性处于劣势，国际学生比国内学生处于劣势，其他少数族裔身份的数据则很少。要想有所改进，第一步是收集和分析数据，而目前相关工作却少得惊人。Dove

一项新的研究引入了一个时间尺度，用于优化碳积累和水流失之间的权衡，以改进对长期干旱期间光合作用的估计。植物叶片通过气孔调节其与大气的交换，模拟光合作用的模型通常应用最优性原理来调节气孔，并在环境条件变化时平衡碳吸收与水分流失。然而，这些模型只针对瞬时条件进行优化。Holtzman等人[2024]提出了一个具有更长的优化时间尺度的新模型，认识到植物可以在限水条件下气孔关闭时减少未来的碳增益。他们使用来自一系列生态系统的涡度协方差数据来证明其节水时间尺度(t)与典型年份中最长的干旱期相似。换句话说，与那些经历较短干旱期的植物相比，生长在干旱期较长的气候条件下的植物更重视未来的碳同化，并关闭气孔以便在更长的时间内节约水分。这些结果很有意思，但仍然留下了一些悬而未决的问题，即(t)如何与植物水力性状相关，或者如何与构成本文中报告的群落反应的不同性状的植物之间取得权衡。节水时间尺度(Τ)在量级上与生长季节的平均最大连续干旱日数相似。资料来源：Holtzman等[2024]，图4以上点评英文原文发表于：AGU

对木星和土星的最新测量表明，这两颗行星都有致密的内核，这些内核是渐变的(模糊的)并且很大，而不是小而紧凑的。在过去的十年中，朱诺号和卡西尼号航天器分别对气态巨行星木星和土星进行了仔细研究。Helled

2040年的观测需求至关重要。自2007年起，美国国家科学工程与医学研究院（NASEM）每十年推荐一次地球科学研究和投资重点。十年调查(Decadal

Science”为主题重返华盛顿特区。我们期待在那里见到你！AGU24现征集专题建议书，形式包括：一般学术专题

日益威胁着世界各地的沿海社区。然而，并非所有地点都受到同等的威胁，很难对危险进行实际评估。由于多种潮汐和非潮汐洪水驱动因素之间的相互作用，了解

研究人员呼吁建立广泛的监测网络来量化中国河流、湖泊、水库和池塘释放的二氧化碳和甲烷。河流、湖泊、水库和池塘等内陆水域可能释放大量的温室气体，但这种可能性尚未得到充分理解。在一篇新的综述中，Yang等人总结了中国内陆水道释放的二氧化碳和甲烷的已知情况，并提出，广泛的监测网络可以帮助研究人员了解气候变化的这一重要方面。中国幅员辽阔，陆地面积约960万平方公里，水路纵横交错。许多过程，包括青藏高原永久冻土融化、城市化和水产养殖池塘的代谢活动，都影响着中国水域的温室气体排放。永久冻土融化释放出长期被困在土壤中的碳，这些碳首先进入水中，最终进入大气。对于青藏高原变暖的速度有多快，以及这对永久冻土融化向大气中排放温室气体的速度意味着什么，人们知之甚少。与此同时，中国正在快速城市化，随着城市化的发展，湖泊和河流中的污水也随之增加。污水中的营养物质可以促进微生物的生长，从而释放二氧化碳和甲烷。为了满足不断增长的电力需求，中国已大量使用水力发电。中国约现有98,500

本周精选科研内容，来自Paleoceanography

一项新的研究描述了不同地球系统模式在预测气候变暖情况下土壤碳水平时的不一致之处。土壤碳，顾名思义指的是在土壤中收集和储存的碳。植物在光合作用过程中从大气中吸收碳，并随着叶子、茎和根的分解而将其沉积到土壤中。事实上，土壤中的碳含量是大气中的三倍多。然而，科学家们不确定土壤碳储量如何对气候变化做出反应。大气中二氧化碳

GeoHealth是一本跨学科的开放获取期刊，致力于探究人类和地球健康的相互关系，以实现可持续发展的未来，期刊涉及地球科学、环境科学与健康科学的交叉领域。期刊正在招募青年编委(Early

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科学家们报告了迄今为止南极浮冰架上观测到的裂缝扩展速度最快的情况，并解释了为什么它比预期的脆性冰变形速度要慢得多。南极冰盖通过一种叫做裂陷（rifting）的过程分离出巨大的板状冰山。然而，实时观测这种过程的难度很大，意味着人们对于控制裂缝及其扩张速度的物理原理仍然不甚了解。Olinger等人[2024](相关观点文章参见：Hudson[2024])综合了松岛冰川冰架裂缝快速扩张前后的卫星观测结果，利用连续的地震记录估计出裂陷速度大约为35米/秒，这是迄今为止报道的最快的裂陷速度。然而，这一速度远远低于理论预测的脆性冰变形速度。作者通过对海洋冰系统进行建模，得以证明海洋在产生观测到的裂陷速度中所发挥的作用。加深对裂缝如何运作的了解对于评估南极冰盖在地球变暖时的脆弱性非常重要。裂缝扩张的海冰耦合模型示意图。裂缝的扩张速度仅为与海洋分离的脆性冰速度的一小部分，这里提出的机制涉及到水和冰之间的相互作用，从而减慢了裂缝的扩张速度。资料来源：Olinger等人[2024]，图2a以上点评英文原文发表于：AGU

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最近启动的Psyche任务将探索这颗同名小行星，并确定它是行星核心的碎片还是富含金属的原始天体。Psyche探测器于2023年10月13日发射升空，目前正在前往其主要目标-小行星16

发表对地球科学主要领域的科学进展进行研究的具备高影响力、创新性和时效性的文章。本期刊的论文为通讯稿长度的短篇文章，要求能在相关学科或整个地球科学领域产生直接而广泛的影响。2022年影响因子：

岩石表面的凹凸不平和沉积块是捕捉河流中沉积物颗粒运动的关键。预测河流如何随着自然或人为引起的水流、沉积物供给、沉积物类型（例如砾石与沙子）和参考海拔（例如海平面）变化而演变仍然具有挑战性。尽管河流动力学研究最近取得了进展，但物理过程可能非常复杂，经验关系对于制定模型仍然至关重要。这种关系的典型例子是对那些由于河床表面的凹凸引起的河床不规则性与流体流动之间的相互作用进行建模。近年来，在对河床完全被松散沉积物覆盖的河流（冲积河流）的演化建模方面取得了重大进展，但对河床和河岸没有完全被松散沉积物覆盖的河流(基岩河流)的沉积物输运、侵蚀和沉积的研究却少得多。新西兰帕图纳峡谷基岩上的一处沉积块。图片来源：Stewart,

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新的研究表明，地球系统模型低估了低湿度水平对植物与大气交换碳、水和能量能力的影响。植物通过气孔，也就是叶片上的微小孔口吸收二氧化碳并释放水蒸气。在干旱条件下，植物会关闭这些气孔来保存水分，这也减少了它们对二氧化碳的吸收。地球系统模型是基于计算机的模拟，用于收集有关地球大气、陆地、海洋、冰和生物之间复杂相互作用的信息。它们可以成为预测气候变化影响的宝贵工具。气孔(图为放大100倍的图像)允许植物吸收二氧化碳并释放水蒸气。新的研究发现，气候模型可能低估了气孔对干旱的反应如何影响气候。图片来源：MarekMiś，

新的数学模型表明，干旱地区近乎垂直的悬崖的持续存在是由不频繁但高强度的暴雨维持的。干旱和半干旱地区，包括沙漠、草原和牧场，约占地球陆地面积的40%，居住着22亿人，接近全球人口的三分之一。干旱地区的山坡通常以垂直悬崖下面的岩石坡为特征，这些岩石坡是由相对较软弱的可侵蚀岩石上面覆盖着更坚固更耐侵蚀的岩石形成的。这些干燥的山坡上没有植被，这就意味着没有树木或植物的根系来稳定土壤。这些山坡对气候变化非常敏感，例如降雨强度增加会导致径流迅速响应，并导致暴洪，伴随着泥浆或泥石流，给这些地区的居民带来破坏性后果。尽管干旱区在全球具有重要意义，但我们对这些地貌如何随着气候变化而演变还没有明确的认识。卫星图像显示了世界各地许多沙漠地貌中发现的悬崖。资料来源：Shmilovitz等人[2024]，图1在一项新研究中，Shmilovitz等人[2024]准确展示了旱地山坡对暴雨强度的反应，以及由于侵蚀和岩屑向下坡移动，山坡悬崖的形状如何随着时间的推移而变化。作者开发了一个数学模型，并进行了模型实验，来测试暴雨次数、暴雨频率和暴雨强度对侵蚀率、岩屑的运动以及由此产生的悬崖形状的影响。这些实验结果表明，反复出现的短时强暴雨导致更高的侵蚀率，从而加剧了悬崖的水平退缩。这些风暴产生的径流可以有效地将岩屑带下山，破坏垂直悬崖。此前对干旱区地貌演化的研究只考虑了长期平均降雨率，而这项新工作表明，模拟单次暴雨的影响对于准确预测这些地貌如何演化至关重要，尤其是在不断变化的气候条件下。以上点评英文原文发表于：AGU

个雨天造成的，与20世纪中期相比显著增加。原文信息扫码阅读原文

Jeffrey作者在澳大利亚新南威尔士州的研究地点，沿着水文和地形梯度划定了三个采样区，从以白千层树为主的低地湿地森林延伸到以混交林和草为特征的高地地区。他们在每个区域对

卫星观测到的来自北非的沙尘羽流经常被云层遮蔽，一项新研究使用机器学习方法重建沙尘模式，展示了一种验证沙尘预测的新方法。大气中有大量沙尘和沙粒来自北非。由于对北非地区沙尘羽流的地面观测很少，因此相关研究通常依赖于卫星观测。然而，沙尘羽流经常被云层遮蔽，因此很难对其完整的范围进行研究。Kanngießer

quinquenervia）森林的甲烷排放量。图片来源：Luke

一项新的研究揭示了大气的化学成分和物理性质之间的耦合关系。水的过饱和调节着云和颗粒物之间、大气的物理和化学领域之间的相互作用。过饱和度决定了云滴赖以生长的可溶性气溶胶颗粒的最小尺寸。更强的上升气流会导致更大的过饱和，使得更小的颗粒可以形成云，从而产生更多但更小的云滴。同时，对于给定的上升气流，较少颗粒的影响可以通过较大的过饱和激活更多颗粒来缓冲。Gong等[2023]首次对边界层云中的过饱和现象进行了长期测量。通过对这一关键环节的新认识，他们展示了当云在气溶胶较少的空气中形成时，更强的上升气流往往会增强过饱和度的缓冲效应。他们的工作为研究气溶胶云的相互作用提供了一个新工具，并提出了一个有趣的问题：耗尽的气溶胶本身是否是更强上升气流的结果?云滴对可溶性颗粒物（云凝结核）的激活会清除并生长最大的颗粒，从而形成双峰颗粒分布。图片来源：Gong

短期极端海洋热浪事件叠加长期气候变化带来的压力，产生的复合极端事件，影响着阿拉斯加湾生态系统。海洋温度变暖、低氧和海洋酸化所带来的压力，可能会因短期海洋热浪极端事件而加剧，对海洋生态系统造成破坏性影响。Hauri等人[2024]使用区域海洋生物地球化学模型的后报来评估阿拉斯加湾极端和复合极端事件的发生和原因。他们的分析表明，海洋热浪加剧了气候变化带来的压力，这些复合极端事件在阿拉斯加湾变得更加频繁和强烈，对区域生态系统产生了重要影响。在阿拉斯加湾大陆架的底栖区域发生三重复合事件(橙色阴影代表：低氧、酸化、负文石饱和度；紫色阴影代表：变暖、酸化和低氧)和四重复合事件(灰色阴影：低氧、酸化、负文石饱和度和变暖)的时间。资料来源：Hauri等人[2024]，图10f此处报告的研究支持可持续发展目标14。AGU

断层由具有复杂行为的复杂材料构成，用单一的模型来预测这些行为，是认识形变和地震周期的一个进步。地质学家很早就意识到，不同岩石的变形方式取决于它们的一般材料特性。然而，实际的岩石变形和特定的断层行为是从高度复杂的断裂带材料的细尺度特性中产生的，这些材料在成分、应变率和温度等因素的不同条件下表现不同。能够准确预测断层的行为对于增进我们对地球动力学和地震灾害的理解至关重要。Barbot[2023]提出了一种定量模型，可以预测各种条件下的岩石摩擦变形。这些条件涵盖了非常不同的行为，例如愈合和变形，它们可能会导致不同程度的强化或削弱。使用这个单一的模型，加上额外的校准，可以更好地模拟整个岩石圈的断层行为、变形和地震活动。对阿尔卑斯断层断层带样本稳态摩擦特性的模型预测。彩色圆圈显示模型结果上叠加的测量数据。这些条件涵盖了速度减弱和速度增强两种情况，该模型在预测这一范围内的行为方面表现出色。图片来源:

一项新研究使用限制水反应和光解速率的实验，与全球模型相结合，为早期地球大气和海洋中硫的丰度和化学形态提供了约束。在生命起源前的地球上，硫的丰度和化学形态对生命分子构建模块的化学起源和紫外线衰减大气烟雾的形成具有重要意义。在没有游离O2的大气中，+4氧化态硫（亚硫酸盐）的丰度（包括

木星的卫星木卫二可能是太阳系中最有希望寻找到生命的地方之一。一项新的研究探讨了热量是如何从木卫二的地幔通过海洋转移到其冰壳中的。木卫二是木星的众多卫星之一，它可能能够维持生命，因为它冰冷的表面很可能掩盖了一个很深的含盐的海洋。木卫二的海洋也与其地幔岩石直接接触，岩石、水和冰之间的相互作用可以提供维持生命所需的能量。Lemasquerier等人研究了木卫二地幔的热量如何驱动冰壳下的海洋环流。研究人员对木卫二的海洋进行了建模，以进一步了解木卫二内部的加热模式如何影响其冰面的厚度。地幔热是木卫二海洋环流的驱动因素之一，这种加热有两种形式。放射性加热是由地幔中放射性物质的衰变引起的，而潮汐加热是由木卫二在绕木星运行并受到强大引力作用时发生的变形引起的。潮汐加热是不均匀的，它在木卫二的两极位置较高，而在木卫二上与木星相对、面朝木星的位置较低。研究人员使用简化的理想化模型，不考虑盐度和海冰的反馈，研究了热量如何从木卫二的海底，通过海洋，并向上传递到它的冰壳。他们发现，如果潮汐加热在地幔中占主导地位，那么来自海底的纬向热通量变化将通过海洋向上传递，并在冰海边界保持基本不变，从而影响冰的厚度，使得两极的冰最薄。然而，如果放射性成因加热是地幔中主要的加热类型，那么海洋对冰层厚度的影响相对较小。2024年的欧罗巴快船(Europa

南大洋的高分辨率区域模型揭示了地形引起的深海混合对于产生可以上涌回到海面的水团是多么重要。落下的一定还会回来。目前，很多研究工作都花在了解海洋是如何产生流向深渊的高密度海水上，但人们对于海水如何回升却知之甚少。Baker等人[2023]利用南大洋德雷克海峡区域的超高分辨率区域模型表明，这一回升过程中至关重要的第一步是新形成的南极底层水与上方较轻的水的混合。特别地，他们证明了这种混合由地形驱动，是由南极绕极流撞击粗糙地形引起的。此外，他们还确定了不同水团之间明显的密度界面，这改变了混合的发生方式。这项工作表明，高分辨率过程对于控制海洋的大尺度经向翻转环流至关重要，而经向翻转环流是地球气候系统的关键要素。模型模拟了合恩角以南德雷克海峡模式域中的垂直涡度。图中显示的是两个垂直切片和一个水平切片中的每小时平均值。资料来源:Baker等[2023]，图1b以上点评英文原文发表于：AGU

一种新的双同位素示踪技术被用来评估一些人们知之甚少的营养供应机制在促进海洋生物生产力方面的作用。如果由于海洋生物泵的作用而从海面流失的氮不能重新补给到海面，那么海洋的生物生产力将迅速下降。然而，这种氮向上运移的机制还没有被很好地量化。Marshall等人[2023]利用硝酸盐的双同位素特征(氧-18和氮-15)来追踪新的硝酸盐注入到上层海洋的情况。利用来自厄加勒斯海流的水文调查数据，他们发现与中尺度漩涡和其他(亚)中尺度过程相关的混合和上升流是将硝酸盐提供回海洋表面的至关重要的途径。作者认为，类似的过程也在其他西部边界流中发挥作用，使得这些区域在提高邻近区域生物生产力方面发挥着重要作用，否则，这些地区就会变得相当缺乏营养。这项工作进一步表明，需要高分辨率方法来捕捉海洋生物泵的动态。示意图描绘了作者在西南印度洋厄加勒斯海流区域确定的三种（亚）中尺度硝酸盐向上供应机制（蓝色向上箭头所示）。1）涡流驱动的混合和上升流。2)

热带气旋可以卷走鸟类和昆虫，并将它们带到很远的地方。2019年8月初，超强台风“利奇马”袭击中国大陆后，一些鸟类出现在它们以前从未出现过的地方。一项新研究揭示了它们到达那里的可能原因。鸟类和昆虫等飞行生物——有时被称为生物散射体——可能会被困在热带气旋的眼墙内，并随着气旋移动而迁移。目前，多数研究都关注生物的主动迁徙，只有少数研究使用雷达追踪被困在风暴眼内的生物。2019年8月8日，NASA的Terra卫星拍摄到了超级台风利奇马接近台湾时的图像。一项新的研究表明，鸟类和昆虫有可能被困在台风眼中。图片来源：NASA,

碳循环模型量化了排放情景与由此带来的大气浓度之间的关系，但是这些预测可信吗？新的分析结果既带来了希望也带来了担忧。目前，地球上的生态系统和海洋吸收了约一半的人为碳排放，同时也从土地利用、干旱、野火和其他过程中贡献了二氧化碳。预计在未来，人类活动产生的二氧化碳的吸收将会减缓，但会减缓多少还是个问题。目前，地球系统模型仍然是预测未来人类活动和自然过程之间相互作用的最佳工具，但是这些模型对未来的碳通量存在难以消除的分歧。Jones等人[2023]进行了大量工作，将全球汇总的区域预算与碳储量和通量的模拟进行了比较。好的结果是，他们发现多模型方法在总体上与区域评估一致，但令人担忧的是，没有一种模型在所有区域都显示出一致的技能。作者还发现，使用技巧来对比目前的评估在提高预测技能方面是无效的。尽管预测未来碳循环对于政策越来越重要，但这些预测仍然是一个非常模糊的水晶球，提供了大量信息，但其中的不精确令人沮丧。模型集合对碳储量的预估变化(仍具有高度不确定性)说明了在低排放情景(SSP1-2.6)和高排放情景(SSP3-7.0)下，化石排放和陆地碳储量在当前(这里定义为2015年，即CMIP6未来模拟的开始年份)和“中期”(2040-2060年)之间可能发生的变化。图中显示了每个区域的化石燃料排放和模拟的陆地碳储量的变化，在这里被分为植被和土壤碳。资料来源：Jones等人[2023]，图19以上点评英文原文发表于：AGU

Computation这本期刊填补了科研人员在地球和空间科学中使用机器学习或人工智能的一个关键性空白。有了这本期刊，我们就有了一个专门的平台，可以对我们的相关研究进行严格的同行评审。”JGR:

模拟氮循环的模型跟踪其多种化学形式，但往往只报告其中可以与现有的实地测量结果进行比较的一部分结果。跟踪元素在陆地生态系统中的迁移的生物地球化学模型必须模拟复杂的化学转化过程。对于氮元素(N)，这些转化包括从硝酸盐(NO3

人工智能算法未能解决天气预报中的一个关键限制。历史上，天气预报一直依赖于使用超级计算机来处理复杂的数学方程，这种方法既耗时又耗能。一个新兴的替代方案是训练人工智能(AI)来预测当前的大气条件将如何演变。然而，在一项新的研究中，Selz和Craig报告称，基于人工智能的模型未能考虑到一个对天气可预测性构成基本限制的过程：蝴蝶效应。蝴蝶效应描述的是微小扰动的后果如何迅速发展，对系统的最终结果产生重大影响，就像巴西的一只蝴蝶扇动翅膀，最终会影响德克萨斯州龙卷风的发展这个示例一样。在气象科学中，这些快速增长的不确定性通常与对流和降水有关。但这种初始变化在人工智能系统中的增长速度要比现实中慢得多，可能导致人工智能的天气预测变得不可靠。这并不意味着人工智能在天气预报方面毫无用处。目前，蝴蝶效应还不是天气预报的限制因素，因为大气测量误差仍然很大，蝴蝶效应相对可以忽略不计。在目前的测量误差水平下，人工智能可以很好地模拟中纬度条件下的天气，但Selz和Craig指出，在特殊的气象条件下，准确性可能会有所不同。科学家们或许还可以改进人工智能算法，例如，通过人工生成额外的训练数据，让这些算法了解到蝴蝶效应的影响。在大气中，微小的波动可能会以不可预测的方式增长。人工智能无法捕捉到这种所谓的“蝴蝶效应”。图片来源：NASA,

中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队通过对古赤道极光数据库的分析研究，证实了古赤道极光记录可以表征太阳活动变化，并发现蒙德极小期期间太阳活动变化具有约为8年的周期性。万物生长靠太阳。作为太阳系中唯一的恒星，太阳对地球和行星施加了广泛而深刻的影响。两百年来，太阳活动的周期性变化一直是自然科学各领域关注的焦点，11年周期也早已为人熟知。近期，中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队通过对古赤道极光数据库的分析研究，证实了古赤道极光记录可以表征太阳活动变化，并发现蒙德极小期期间太阳活动变化具有约为8年的周期性。这一发现为太阳/恒星发电机理论提供了新的重要约束条件，有助于更好地理解太阳/恒星超级极小期的产生机制和更准确地理解蒙德极小期期间的日地关系。太阳上时刻发生着不同类型的活动现象，包括太阳黑子、喷流、耀斑、日珥和日冕物质抛射等现象。太阳活动的变化取决于太阳发电机过程。太阳活动的总体水平有大约11年的周期变化，称之为太阳活动周。太阳有时也会进入持续几十年的异常弱的太阳活动时期，称之为超级极小期（grand

水汽同位素组成的遥感测量使我们能够评估对流聚集如何影响大气水文循环。对流云以各种形式存在，从单个的单体云到更大的聚集云。最近的模拟研究表明，对流云的聚集对大气水汽有显著的影响。这一特征对气候具有重要意义，因为湿度变化可以调节地球的辐射收支。Galewsky等[2023]提供了对流聚集如何影响大气湿度的观测证据。这项研究之所以可行，是因为该领域取得了两项关键进展：从观测中定量测量云组织的能力，以及对水蒸气同位素组成的遥感测量的可及性。研究表明，具有顶重上升剖面的非聚集对流比底重上升剖面的聚集对流对大气的润湿和同位素消耗作用更大。这些结果有可能帮助解释古气候档案和评估对流的数值模拟。(a)在710百帕(hPa)的混合比和(b)水汽同位素分解的低聚集和高聚集的大气之间的差异。与高度聚集的大气相比，未聚集的大气中710

对热带湿地甲烷排放的监测不足可能会掩盖这些地区在气候变化中的作用。甲烷是全球最重要的温室气体之一，其对大气的变暖效应仅次于二氧化碳。自然甲烷排放的很大一部分来自湿地，但具体有多少尚不清楚。更准确地确定湿地甲烷贡献的大小和位置对于提高我们对气候变化的理解至关重要。一个困难是一些湿地甲烷排放模型彼此不一致，导致难以评估趋势。使用更多数据的新分析可以帮助揭示全球甲烷排放量，并有助于减少气候模型的不确定性。McNicol等人使用了FLUXNET-CH4全球涡流协方差甲烷通量数据库中追踪的43

北极气候的变化导致降雪季节缩短，但深冬的积雪更深。在雪的隔离下，生物过程加速，使得营养供应更多，碳损失更大。编辑点评北纬高纬度地区的冻土中储存了大量的碳，而这些碳随着气候变暖的损失一直是几十年来激烈争论的话题。气温变暖带来具有相反影响的变化。生长季节更长会提高生产力，并转向可以储存更多碳的灌木植被。气温升高还会增加呼吸作用和碳的损失，而永久冻土融化带来的地貌变化可能导致局部的大量碳损失。Pedron等人[2023]发现了一种新的导致变化的因素。他们分析了积雪记录，发现虽然北极的积雪季节越来越短，但隆冬的积雪量往往会增加。他们观察到Russ