2009072701

对太平洋变暖的新看法可能改进对飓风的预测

http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/7/221282.shtm

科学家们已经找到了发生在热带太平洋中的一种新的暖化事件，这种暖化与其更为出名的对应体厄尔尼诺相比，它对发生在北大西洋上空的热带旋风具有可预测性的功效。这些发现可使研究人员在年初的时候对热带飓风会如何频繁地影响美国的墨西哥湾沿岸及中美洲作出更为精确的预测。当厄尔尼诺（空气—海洋温度受到干扰的温暖相）事件发生时，贸易风会变得缓和，而东太平洋的表面会被暖化，从而影响到全世界的天气模式，包括热带的飓风活动。Kye-Mi Kim及其同事现在报告说，中太平洋也会以一种准周期性的方式变得温暖起来，而且对大气循环具有很大的影响。在一则相关的文章中，Greg Holland指出，随着ENSO周期于春季在厄尔尼诺相与拉尼娜相之间的摆动，该系统会变得相当难以预测。当厄尔尼诺在6月明显出现时，这时保险业已经将其年度费用锁定。相反，中太平洋的暖化事件是以一种更可预测的方式发生的，而这些事件与热带飓风有关联，这些热带飓风的发生会更为频繁，而且更可能在北美洲和中美洲登陆。文章作者说，中太平洋的暖化事件可能在过去被误认为是厄尔尼诺事件，所以梳理清楚这两种类型的事件应该对研究人员预测热带飓风有帮助。他们还注意到，中太平洋的暖化事件在最近几十年中已经变得越来越频繁，尽管其原因仍然不清楚。

福建长汀水土保持政策的发展与测试

http://www.sciencenet.cn/htmlpaper/2009761344106056596.shtm

来自北京林业大学水土保持学院的研究人员利用中国政府的资助，为森林被广泛砍伐的福建省长汀县的农民提供将近140万美元的年度奖励，促进中国福建省的可持续发展。在经过了8年后，这些地方的环境和社会经济状况——以生物多样性、植被覆盖、就业和收入衡量——比没有提供激励的可比乡镇有了更大的改善。这一研究成果公布在美国《国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。

领导这一研究的是曹世雄博士，早年毕业于西北农业大学，2006年6月获中国农业大学农学与生物技术学院农学博士学位，主要从事农业环境管理与技术领域研究工作，在水土保持与荒漠化防治、环境政策管理方向。

科学家报告说，中国政府的一个为应用可持续农业实践的农民提供财政激励的项目可能在增加环境保护的同时有助于减少贫困。该研究显示，正确设计的激励措施可能有助于人们脱离环境退化和贫困的循环——这被称为“贫困陷阱”。

这组作者说，当这些补贴结束的时候，农民应该有能力继续利用他们建立的基础设施和工业，而不会重新使用破坏性的方法。这组科学家说，该项目证明了设计用于保护受影响人口的生计的自然保护政策可以同时实现消除贫困和保存生态系统的目标。（来源：生物通）

二氧化碳非造成古气候峰值唯一原因

http://www.sciencenet.cn/htmlpaper/2009717162133676741.shtm

钻探船JOIDES Resolution号采集的岩芯用红棕色的海洋沉积层揭示了有关PETM的奥秘。
（图片提供: J. C. Zachos; Integrated Ocean Drilling Program）

二氧化碳由于导致全球变暖而背上了一个坏名声，这也是理所当然的。但是科学家表示，对于 5500万年前在地球上出现的一个奇怪的温度峰值，温室气体似乎不应该承担全部的骂名。新的研究显示，在那个时期，还有一些其他的因素似乎也在加热地球，尽管没有人能够确切地知道这到底是什么。

在过去的20年中，研究人员搜集了有关古新世—始新世最热现象（PETM）这一神秘事件的数据。这些数据——来自对太平洋和大西洋海底深处岩芯的开采——表明，在PETM期间，地球的表面温度在1万年的时间里上升了9摄氏度，而这一事件的起始温度要高于地球目前的气温。研究人员根据这些数据断定，地球的温度在这一较高水平上一直持续了近10万年。

在地球表面，导致气温升高的罪魁祸首显然是二氧化碳气体。出于一些尚未搞清的原因，在 PETM期间，大气中的气体浓度上升了约700 ppm（百万分之一），即从1000 ppm升至1700 ppm——这比现今的385 ppm高出了4倍之多。据估计，已经得到公认的温室气体的大量灌入形成了这一气温峰值。

然而一项新的分析结果似乎并不能完全支持这一假设。基于来自沉积层岩芯的数据，美国 Manoa市夏威夷大学的海洋学家Richard Zeebe和同事，对海洋和大气的碳循环进行了模拟。研究人员甚至模拟了在PETM期间，大气的灵敏度增加到翻一番的二氧化碳水平——2000 ppm，地球温度会发生何种变化。最终的结果显示，这些二氧化碳最高可以使温度升高3.5摄氏度。研究人员在本周的《自然—地球科学》网络版上报告了这一研究成果。研究人员表示，这就意味着还有一些其他的因素使地球的温度升高了5.5摄氏度。因此目前看来，这一无法解释的变暖现象使人们对究竟是什么导致了重大且快速的气候变化的认知存在着一个缺口。

Zeebe指出：“可能其他的温室气体，例如甲烷，也对PETM的变暖作出了贡献。”还有一种可能是这一模型低估了二氧化碳增加所引发的气候响应。他说，如果真是这样，那将“意味着我们对于气候系统的理解是不完善的”。

Zeebe的研究小组目前正在寻找在PETM之后的几百万年时间里发生的更小的全球气候变暖事件。他指出：“我们现在试图找出这些事件是否也遵循着相同的机制。”这一想法能够确定PETM变暖是唯一的，还是“一个普适的特征”。

美国印第安纳州西拉斐特市Purdue大学的地球化学家Gabriel Bowen对这一研究成果表示赞赏。他说：“我们一直有一个预感，就PETM期间的气候响应而言，有些事是值得怀疑的。”Bowen指出：“这项研究加速了PETM期间气候仅仅对二氧化碳作出响应的理论的灭亡。当前我们所面临的最紧迫的挑战是找到究竟是什么在这一事件期间‘放大’了温度，以及搞清这对地球的未来意味着什么。”（来源：科学时报群芳）

国际研究小组在检测了位于北美、中国和欧洲的气田后发现

《自然》：二氧化碳可安全储存于气田地下水中

http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/7/221681.shtm

最近的研究表明，二氧化碳可以安全地被保存在古老的气田和油田中，这使人们离碳捕获和存储又近了一步。由英国曼彻斯特大学的研究人员领导的一个国际研究小组检测了北美、欧洲和中国的气田。图为主持该项研究的Chris Ballentine和同事正在美国科罗拉多州采集气体样本。（图片提供：爱丁堡大学）

一个国际科学家小组最近发现，二氧化碳已经在气田的地下水中安全且自然地储存了数百万年的时间，这将对未来减缓气候变化的方法产生巨大影响。

减少大气中二氧化碳的含量对于推进减少温室气体——能够在全球范围内改变平均气温，并可以引起非季节性的且通常具有危险性的天气——是至关重要的。在开发出清洁能源之前，碳捕获和存储（CCS）被认为是减少二氧化碳气体的方法之一。

有关在废弃的油气田中长期存储数百万立方米二氧化碳所带来的风险，之前曾引起了一些关注，因为这些气体能否安全地埋存于地下尚具有不确定性。但是现在，在《自然》杂志上发表的这项研究成果离碳捕获和存储又近了一步。

这项名为“安全存储”的研究由英国曼彻斯特大学、爱丁堡大学以及加拿大多伦多大学的科学家共同参与完成。该项目负责人、曼彻斯特大学地球、大气与环境科学学院教授Chris Ballentine说：“我们不能让社会在一夕之间转向低碳经济。但是我们正处在这个转变的过程之中，我们正在埋存过量排放的二氧化碳。关于自然系统如何工作，我们要有一种清晰的理解，这就意味着当我们在类似系统中注入二氧化碳时，我们要准确地知道要把它埋存在何处。这种验证能够为公众提供该处理技术安全性方面的信心。”

自然产生的二氧化碳有两种埋藏方式，它能够以类似瓶装苏打水的方式在地下水中溶解，或者能够和岩石中的矿物质发生反应而产生新的碳酸盐矿物，从而基本上把二氧化碳锁定在地下。

之前的研究利用计算机模型来模拟将二氧化碳注入气田或油田的地下，旨在发现哪些地方可能适合存储二氧化碳。一些模型预测，二氧化碳可能会与岩石中的矿物质发生反应从而产生新的碳酸盐物质，而其他的模型则显示二氧化碳可以溶解于水中。但是为了了解二氧化碳怎样在天然气田中存储，这个国际研究小组检测了位于北美、中国和欧洲的9个气田。

研究人员测量了很久以前自然填有二氧化碳的气田中稳定的二氧化碳同位素以及氦和氖等惰性气体的比率。他们发现地下水是最主要的二氧化碳接收端。

来自爱丁堡大学的Stuart Gilfillan博士说：“我们改变了利用计算机模型的旧技术，并观测了一个埋存二氧化碳很久的天然二氧化碳气田。”他说：“通过将这两项技术融合，我们首次能够准确测定二氧化碳存储的地点。我们已经了解到油和气能够安全地在油田和气田中储存数百万年的时间。我们的研究清楚地表明，二氧化碳已经自然且安全地储存于这些地域的地下水中。”

Ballentine说：“通过将专业知识融合，我们已经发明了观测二氧化碳气田的新方法。这种新方法对于监测和追踪被我们捕获的燃煤发电站排放的二氧化碳在注入地下后的去向也很重要，并且对于未来的安全验证很关键。”科学家希望，未来能够将新的数据植入计算机模型，从而更准确地模拟地下碳捕获和存储。

国际科联启动地球系统研究远景规划

http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/7/221715.shtm

国际科学联合会理事会（ICSU，简称国际科联）近日启动了一个网络协商咨询平台，用于收集那些引导地球系统研究未来发展的问题。各国科学家、决策者乃至普通公众都可以访问刚开通的地球系统研究远景规划网站（http://visioning.icsu.org），并就首页上最醒目的一个问题——“您认为在下一个10年中需要解答的最重要的地球系统研究问题是什么，为什么？”发表意见。这一举措标志着地球系统研究远景规划（The Earth System Visioning Process）正式拉开帷幕。

针对全球环境变化的研究一直是国际科联关注的核心，国际科联参与和发起的世界气候研究计划（WCRP）、国际地圈生物圈计划（IGBP）、国际全球环境变化人文因素计划（IHDP）和生物多样性计划（DIVERSITAS）这四大计划在全球环境变化研究领域的领导地位已为全球所公认。2001年，这四大计划联合组建了地球系统科学联盟（ESSP）。

自2006年，国际科联与其它合作组织以及国际资助全球变化研究组织（IGFA）开始对这些计划进行评估。已经完成的评估报告表明，有必要在2014年之前，独立组织一个地球系统研究战略框架，并对其进行实施。

2008年，国际科联在第29届全体大会上决定，为提出全面实施地球系统研究的方法和步骤，在完成对四大计划和地球系统科学联盟的评估后，国际科联将与国际社科联共同发起地球系统研究远景规划，其最终目的是增强并激励整个地球系统研究领域对最紧迫社会问题的关注。该规划将就全球环境变化研究及其政策适应性的整体框架提出可行性的方案，计划于2010年底结束。

地球系统研究远景规划将分为三个步骤：第一步，与科学界协商咨询，展望未来十年的研究战略和重点；第二步，协商咨询实施该远景规划所需搭建的机构框架；第三步，研究制定指导方案，把现有架构转为所需要的架构。可以肯定，地球系统研究远景规划的成果将在未来10年对地球系统研究产生巨大影响。

由于包括全球环境变化计划的共同组织机构、其它促成地球系统研究的组织、资助机构和各国科学家在内的所有利益相关方都将参与这三个步骤，所以广泛的协商咨询就显得尤为重要，而网络协商咨询也成为最主要的参与方式。

据悉，整个网络协商咨询将于8月15日结束，注册用户将会收到有关地球系统研究远景规划工作的最新进展。

云与气候，一种恶性循环

http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/7/221820.shtm

一项有关太平洋东北地区的新研究提示，在过去数十年中，气候变暖减少了云层覆盖，而这又使天气变得更温暖。低空云层如何影响气候，是对全球气候变化进行更令人信服的预测的最大障碍之一。低空云层通常由水珠组成，其中包括那些在多云的时候人们看到的较为黑暗和平坦的云。某些模型预测，气候变暖可能会增加这种类型的云。但是，云本身会通过阻挡入射的太阳辐射而造成降温（这是一种“负反馈”）。另一方面，如果气候变暖削减了这种云，就会带来更多的太阳辐射，这时云就为气候提供一种“正反馈”效应，在这种效应中，气候会进一步变暖。Amy Clement及其同事对数组数据进行了分析，这些数据记录了过去50年中云层覆盖的情况，它们是通过人的眼睛和卫星仪器对太平洋东北地区所做的测量而获得的。他们发现，低空云层在十年际的时间尺度上确实会产生一种正反馈效应。那个地区云层覆盖的变化看来与当地海洋表面的温度以及大范围内的大气循环的变化有关联。文章的作者接着对最主要的气候模型进行了测试并发现，只有一种模型切实地模拟了这种正反馈的效应。该模型还预测，气候系统会对大气二氧化碳浓度的加倍相对敏感。