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科学通报
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夏建白

旬刊

0023-074X

csb@scichina.org

010-64036120

100717

北京东城区东黄城根北街16号

科学通报/Journal Chinese Science BulletinCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>《科学通报》创刊于1950年，是中国科学院主办、中国科学杂志社承办的自然科学综合性学术刊物，报道自然科学各学科基础理论和应用研究方面具有创新性和和高水平的、具有重要意义的最新研究成果，要求文章的可读性强，能在一个比较宽范的学术领域产生深刻的影响。我们的目标是：成为国内外读者了解中国乃至世界范围的自然科学各研究领域最新成果的主要窗口之一。《科学通报》进入了国际上主要检索系统，如CA，EI，日本《科技速报》和美国科学信息研究所（ISI）的以下系统：Science Citation Index(SCI-CDE)，SCISearch，Current Contents(PC&E)和Research Alert。
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    火山气溶胶影响气候的研究现状与未来

    周天军左萌满文敏
    230-252页
    查看更多>>摘要：火山喷发主要通过改变大气成分进而影响气候异常,火山喷发后在平流层形成的硫酸盐气溶胶是影响气候变化的重要自然外强迫因子.本文在概述火山喷发影响气候的基本原理和研究方法基础上,围绕着过去2500年主要火山事件的记录重建,火山喷发对全球气候、厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-southern oscillation,ENSO)、东亚和中国气候的影响,火山喷发对年代际气候预测和未来气候预估的影响、火山空气污染及其人体健康影响等问题,总结了近年来的主要进展,探讨了亟待加强的研究方向.主要结论如下:(1)较为可靠的火山气溶胶强迫资料重建已延伸至过去2500年,全球范围内能够造成有效辐射强迫减少1 Wm-2以上的大型火山喷发的平均周期为43±7.5年;记录重建的难点在于如何利用冰芯中的硫酸盐记录来重建火山强度、持续时间和空间分布等.(2)火山气溶胶的全球气候影响,包括令全球平均温度降低和冬季北半球中高纬地区升温,使全球平均降水减少,季风环流减弱,季风降水减少;火山喷发后平流层水汽的增加能够部分抵消火山气溶胶的冷却作用;火山喷发还能够影响海表高度、海温和海洋环流的年代际变化,通过影响生态系统碳循环造成大气中CO2浓度降低.(3)热带火山喷发后太平洋会出现El Niño型海温响应,热带和北半球高纬度火山喷发对El Niño型海温异常形成的驱动作用强于南半球火山,海温初始位相能够影响火山喷发对ENSO的影响.(4)火山气溶胶能够导致东亚地区气温下降,出现极端低温,并使东亚夏季风环流减弱,中国东部降水总体减少,但呈现出空间分布上的不均匀性.(5)考虑火山气溶胶的影响能够提升年代际气候预测技巧,强迫气候系统内部变率模态的位相变化,潜在的火山喷发能够导致预估的未来百年全球平均温度低于预期、全球季风区降水减少.(6)火山喷发能够引起火山空气污染,进而对人体健康产生影响.(7)未来需要加强的研究工作,包括历史时期火山记录的重建和器测资料时期火山气溶胶等资料的卫星反演、火山影响全球和区域气候的物理学机理研究、"平流层化学-气溶胶-气候"耦合模式的研发、火山气候影响研究的多学科交叉国际合作,需要重视现代小型火山喷发的气候影响问题,以及火山喷发对年代际气候变率模态和年代际气候预测的作用问题.

    火山气溶胶重建和气候模拟温度降水厄尔尼诺-南方涛动气候预测和预估

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    大气增氧机制:地球表层过程与深部氧化还原状态的耦合

    胡清扬罗根明李元
    253-267页
    查看更多>>摘要：氧气是地球表面生命蓬勃发展的关键物质.目前的地球化学模型和矿物学证据认为,大气中的氧气主要源自生物作用,如通过藻类生物的光合作用.尽管源自生物作用的产氧机制占据相关研究的主流,氧元素实际占据了地球内部最大的摩尔分数,因此它在调整地壳和地幔的氧化还原状态方面发挥着重要作用,地球深部氧化还原水平的波动会对大气中的氧分压产生深远影响.本综述聚焦地质历史中的大气增氧机制,结合最新的生物地球化学和矿物学发现,讨论大气氧来自地球表层和深层的源与汇.越来越多的工作揭示,地球深层可能存在一个隐藏的氧储库,一些重大地质事件与这一深部氧储库可能密切相关.

    氧氧化还原状态矿物化学挥发分循环

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    深时重大生物和气候事件与全球变化:进展与挑战

    沈树忠张飞飞王文倩王向东...
    268-285页
    查看更多>>摘要：地球自5.4亿年前现代生态系统形成至今,发生了多次与碳循环扰动有关的重大气候事件.这些事件的触发机制、发展过程、环境变化及其伴随的生物响应型式为科学评估当今全球变化背景下生物多样性现状提供重要借鉴.然而,古-今生态系统变化时间尺度大不相同,高分辨率关键环境因子(温度、CO2、降雨量、海洋氧化还原条件等)在深时记录中亦难以获取,深时海陆生物多样性模式尚缺乏高分辨率记录.因此,当今全球变化与深时记录对比存在巨大鸿沟.地球5.4亿年以来大部分时间处于两极无冰的温室状态,期间伴随多次极冷和极热气候事件,但地球深时重大生物演化和气候事件的关系复杂.生物多样性在变冷的奥陶纪早期、晚古生代大冰期、晚新生代大冰期以及中-晚三叠世和白垩纪热室期均呈现稳定增加,而在奥陶纪末冰期快速降温期间和二叠纪末、三叠纪末、白垩纪末火山排气作用导致的快速升温过程中急剧下降.地质时期生物多样性对气候变化的不同响应型式表明,生物多样性变化的根本驱动因素可能不是简单的温度、大气CO2浓度等环境因子的背景值高或低,而是环境因子的变化速率(环境变率).变率较小,环境相对稳定,生物有足够的时间适应环境变化,生物多样性不会丧失,甚至繁盛.反之,若环境因子变率过大,超出了生态系统的承受力,生物来不及适应,生物多样性就会显著降低,甚至引发大灭绝.已有模拟和计算表明,当今地球碳排放的速度有可能超过了地质历史时期任何一次生物大灭绝事件.因此,避免环境突变事件和生物大灭绝的再次发生成为政界、科学界和普通民众关注的焦点.打通地球多圈层界限,开展古-今地质记录、冷-热极端气候、海-陆生态系统和长-短时间尺度的综合对比研究,并通过建立适用于深时的地球系统模型,模拟重大生物和环境事件的背景与发生过程,是地球系统科学未来发展的重要方向.

    深时极端气候重大生物事件环境变率全球变化地球系统模拟

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    气候变化的灾害效应与科学挑战

    王岩王昊崔鹏陈德亮...
    286-300页
    查看更多>>摘要：自然灾害是地球系统各圈层相互作用最剧烈的一种表现形式,对人类社会有着深远的影响.气候变化导致的温度升高和降雨增多对灾害发生的水源、物源、能量等条件都有所影响,致使自然灾害出现新特点和新趋势,灾害风险急剧增加;自然灾害间的相互作用变强,促使复合灾害和级联灾害风险均有明显上升.本文归纳总结了自然灾害在强度、频率、持续时间、触发时间与位置、规模或影响范围等方面的变化规律,阐述其对气候变化的响应机制,提出气候变化灾害风险的五大科学挑战,包括:气候变化驱动的圈层相互作用和内外动力耦合致灾机制、跨时空尺度灾害发育规律、极端事件信息感知与数据驱动的风险判识、灾害动力学与风险演化规律、灾害风险管理与韧性社会构建.积极主动地应对这些挑战有助于深化对地球系统的科学理解,适应全球变化,减小灾害风险.

    气候变化自然灾害灾害效应响应机制科学挑战

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    庐山地区晚中生代深源岩浆与浅表构造变形的相互作用

    莫佳君徐义刚何斌
    301-316页
    查看更多>>摘要：本文在对庐山地质构造细致解剖的基础上,根据研究区岩浆岩的同位素年代学、锆石Hf同位素和元素地球化学特征,提出了研究区基性岩浆的高分异作用;结合对变质作用和构造变形时间的约束,揭示了研究区晚中生代深源岩浆演化与逆冲推覆构造和片麻岩穹隆的共生关系.庐山地区晚中生代构造格架主要为飞来峰构造和星子片麻岩穹隆,两者在时空上存在一致性.星子片麻岩穹隆中心发育大量晚中生代岩浆岩,岩石类型从基性岩脉到高分异花岗岩,包括斜长角闪片麻岩、角闪石岩、黑云母角闪闪长岩、石英闪长岩、黑云母(二长)花岗岩、白岗岩和伟晶岩,这些侵入岩的锆石年龄在误差范围内一致(141±2 Ma).不同类型岩石的锆石εHf(t)值为-10.5～+2.2,推测白岗岩和伟晶岩是基性岩浆高分异作用的结果.岩浆侵位和演化明显受到北东向逆冲推覆构造的控制,自南西向北东,岩浆的演化程度逐渐增强.本文认为,由岩浆热弱化地壳强度是庐山地区发育逆冲推覆构造的关键条件.与此同时,推覆构造和韧性剪切带隔热作用是基性岩浆发生高程度分异的重要因素.因此,庐山地区晚中生代地质演化是深源岩浆与浅表构造变形相互作用的一个实例,代表了板内强烈变形和造山运动的一种方式,与早白垩世太平洋板块俯冲作用密切关联.

    庐山晚中生代逆冲推覆构造片麻岩穹隆岩浆高分异演化深源岩浆与浅表构造

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    《科学通报》征稿简则

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