编辑：侯美亭 张萌

评估21世纪气候变暖下的亚洲俄罗斯人类可持续性和“吸引力”的景观潜力——Assessing landscape potential for human sustainability and‘attractiveness’across Asian Russia in a warmer 21st century. Environmental Research Letters, 2019, Vol. 14.

过去，人类迁徙与气候变化有关。随着文明的发展，人类对环境的依赖程度降低，特别是对气候的依赖，因为技术和经济发展使我们能够适应和克服环境不适。亚洲的俄罗斯（乌拉尔以东至太平洋）人烟稀少，人口主要集中在气候舒适、土地肥沃的南部森林-草原过渡带。俄罗斯克拉斯诺亚尔斯克联邦研究中心的Parfenova等使用当前和预测的气候情景评估了亚洲的俄罗斯各种景观的气候舒适度，以确定21世纪人类定居的潜力。气候变化情景取自20个CMIP5环流模式，并使用了两种CO2代表性浓度路径方案（RCP 2.6代表轻度气候变化，RCP 8.5代表极端变化）。以1961—1990年作为气候平均态，计算了1月和7月的温度异常和年降水量异常。根据1月和7月的温度和年降水量计算了三种对人类福祉很重要的气候指数：生态景观潜力、冬季严寒程度和永冻土覆盖。研究发现，到21世纪80年代，亚洲俄罗斯的气候将更温暖、更温和。集合平均值并没有表现出极端干旱。据预测，永冻土区将向东北方向显著移动。生态景观潜力将增加1～2类，从“低”到“相对较高”，这将导致整个亚洲俄罗斯的人口密度增加。社会经济进程和政策选择将促使和吸引人口向该区域迁徙。了解生态景观潜力有助于制定长期经济和社会发展可行战略，为气候迁移和战略适应规划提供关键基础信息。

全球涡度协方差观测站点的潜在蒸发——Potential evaporation at eddycovariance sites across the globe. Hydrology and Earth System Sciences, 2019, Vol. 23.

潜在蒸发（Ep）是水文预报和干旱监测的重要变量。然而，关于Ep的解释以及计算方法有好几种，迫切需要将这些方法的表现与全球不同生态系统的实地观测情况进行比较。为此，比利时根特大学的Maes等将潜在蒸发定义为实际生态系统在给定大气条件下以最大速度蒸发时所达到的陆地蒸发（或蒸散）速率。研究使用了 FLUXNET2015 数据库中的涡度协方差测量，涵盖11个不同的生物群系，基于最广泛使用的Ep方法进行比较，并揭示其相对性能。对于107个站点中的每一个，根据能量平衡和土壤含水量方法，提取了对于生态系统可视为无胁迫的天数，这些天中的蒸发测量用作校准和验证估算Ep的不同方法的参考。结果表明，一种简单的辐射驱动方法，根据生物群系进行校准，在原位测量中始终表现最佳（平均相关系数为0.93；无偏的RMSE为0.56 mm/d；偏差为-0.02 mm/d）。Priestley和Taylor方法，根据生物群系进行校准，效果稍差一些，但比更复杂的基于Penman、Penman-Monteith或温度驱动的方法要好得多。研究表明，基于Penman-Monteith的方法性能不佳很大程度上与以下事实有关：在生态系统尺度上，不能假定无胁迫的气孔导度在时间上是恒定的。相反，较简单的辐射驱动方法所需的生物群系特定参数在时间和生物群系类型上相对稳定。这使得这些方法成为估算Ep的有力方法，也是调查用水和需求、干旱严重程度和生物群系生产力影响的合适工具。

城市植被是否降低了温度和空气污染浓度？加拿大渥太华中央实验农场环境监测研究的结果——Does urban vegetation reduce temperature and air pollution concentrations? Findings from an environmental monitoring study of the Central Experimental Farm in Ottawa, Canada. Atmospheric Environment, 2019, in press.

城市绿化或植被在减缓空气污染和城市热岛方面发挥着重要作用，但对于绿地如何影响城市环境仍然缺乏足够理解。加拿大卫生部的Van Ryswyk等调查了加拿大中央实验农场（CEF）绿地的环境效益，该农场占地4 km2，毗邻渥太华的城市核心区。2016/2017年，在以CEF为中心的40 km2区域内开展了秋季、冬季和夏季移动监测，以描述细颗粒物（PM2.5）、超细颗粒（UFPs）、黑碳（BC）和温度的空间变化，连续14 d的每天早上（09：30-10：30）和晚上（17：00-18：00）同时测量两条路线。计算了每个路段的中位暴露水平，并将其用作季节特定土地利用回归模型的输入。这些模型是针对每个环境变量（PM2.5、UFP、BC 和温度）和季节（秋季、冬季和夏季）的组合开发的。预测变量包括土地和道路类型，以及由标准化差异植被指数（NDVI）表示的特定季节的城市绿化。空气污染和温度的水平和空间模式因季节而异。通过开发线性回归模型，以到农场最近边界的距离为主要预测值，研究描述了CEF与环境空气污染和温度测量之间的空间关系。研究发现，在研究区域内，秋季和冬季PM2.5以及夏季BC的增加与到CEF边界的距离呈正相关。在考虑道路和其他土地利用特征后，靠近 CEF也会导致秋季气温较低。这些结果表明，这一独特的城市绿地对空气污染浓度和减轻渥太华极端高温事件有重要的有益影响。

（以上由侯美亭选编）

极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响——《中国科学（地球科学）》2019年第49卷第9期

近年来，极端气候事件发生频率增加，对陆地生态系统服务功能和人类社会生产生活造成严重影响。碳循环是驱动陆地生态系统变化的关键过程。准确理解和评估极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响，能为人类社会减缓和适应气候变化提供重要科学依据。朴世龙等以干旱、极端降水、极端高温和极端低温为例，系统总结了极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响及其机理。已有研究表明，干旱是当前陆地生态系统碳汇功能的重要胁迫因子，对生态系统生产力和呼吸都存在压制作用，但生产力对干旱的敏感性一般高于呼吸对干旱的敏感性，从而导致陆地生态系统碳汇功能显著削弱，甚至使之变成碳源。不同模型对干旱导致的碳循环变化模拟结果差异很大，显示目前学术界对生态系统碳循环响应干旱机制的认知有限，尤其是干旱对热带植被生长的影响机制仍存在较大争议。极端降水事件对生态系统碳循环的影响存在显著区域差异，一般认为，极端降水促进干旱地区生态系统碳积累，却不利于湿润地区生态系统固碳；但目前对极端降水导致的土壤碳侧向输移和土壤养分流失等间接影响过程的了解十分有限，致使结果存在很大不确定性。极端高温和极端低温也通过不同的机制过程影响生态系统碳循环，尤其值得注意的是其影响程度与这些事件的发生时间存在密切关系，但这一联系还有待进一步研究。基于已有认识，建议未来关于极端气候事件对碳循环影响的研究重点应该是关注其长期效应和不同时间尺度上的作用机理，并加强基于多数据、多途径的多尺度集成研究。

冬季北极增暖与中纬度环流和极寒天气之间的联系: 经向位涡梯度的关键作用——《中国科学（地球科学）》2019年第49卷第9期

冬季中纬度欧亚大陆在20世纪90年代后表现出明显的变冷趋势，这与近几十年的北极增暖和北极海冰快速融化同时发生，因此许多学者将中纬度极寒天气增多归结为北极增暖和北极海冰减少的影响，但也有些学者认为这两者之间没有关系。因此，中纬度极寒天气事件和北极增暖之间的关系仍是国际大气科学界未解决的难题。事实上，中纬度极寒天气的产生主要与阻塞的维持、位置和移动密切相关。李牧原等通过回顾前人的研究指出，基于阻塞非线性多尺度相互作用（NMI）模型所提出的位涡经向梯度（PVy）可能是解决中纬度极寒天气和北极变化之间最关键的因子。根据NMI模型可以发现，PVy的大小主要反映阻塞的频散性和非线性强弱。研究表明，北极增暖通常会使得PVy减小，而当PVy较小时，阻塞系统有弱频散性和强非线性，因此阻塞能够长时间维持，从而导致欧亚大陆有强的极寒事件发生；但当PVy较大时，即使有北极增暖，阻塞也不容易维持，在这种情况下北极增暖或海冰融化对中纬度极寒事件的影响是弱的。因此，从PVy的大小去看中纬度极寒天气和北极增暖之间的联系也许将是未来该领域的一个主要研究方向。

北极地区低平流层惯性重力波的观测研究——《地球物理学报》2019年第62卷第8期

南极地区重力波活动有大量报道，相对而言，北极地区重力波的研究还很少。杨遵勋等利用极区Ny-Alesund站点（78.9°N，11.9°E）无线电探空仪从2012年4月1日到2017年3月31日共5年的观测数据，统计分析了北极地区低平流层惯性重力波的特征。观测显示，月平均纬向风在20 km以下盛行东风，再随着高度增加，逐渐呈现出半年振荡现象。对流层顶高度在5～13 km范围内变化，其月平均高度显示出年循环，最高出现在夏季，约为10 km，最低出现在冬季，约为8.5 km。对流层和低平流层月平均温度都显示出明显的年周期变化，这与中低纬度观测结果有所不同。结合Lomb-Scargle谱分析和矢端曲线方法，估算了准单色惯性重力波参数。个例研究表明，低平流层惯性重力波呈现出远离源区的自由传播性质。统计结果显示，惯性重力波的水平和垂直波长分别集中在50～450 km和1～4 km范围内，本征频率集中在1～2.5倍惯性频率间，这些值都比中低纬度观测值稍小。垂直方向本征相速度主要集中在-0.3～0 m·s-1，而纬向和经向本征相速度集中在-40～40 m·s-1。在5年的观测中，大约91.5%的惯性重力波向上传播。在冬季和早春，由于极地平流层极涡活动，激发出向下传播的惯性重力波，因此，向下传播的比例上升到相应月份的20%左右。由于低层大气盛行的东向风的滤波效应，低平流层大部分惯性重力波向西传播。波能量呈现出明显的年周期变化，最大值在冬季、最小值在夏季，与北半球中低纬度观测结果一致，表明北半球重力波活动普遍冬季强、夏季弱。

1804号台风“艾云尼”龙卷分析——《气象学报》2019年第77卷第4期

2018年6月8日，在1804号台风“艾云尼”螺旋雨带中发生了两次陆龙卷天气，分别袭击了广州市南沙区横沥镇和佛山市南海区大沥镇。黄先香等利用广州CINRAD/SA多普勒天气雷达、佛山CINRAD/XD多普勒天气雷达、5 min间隔的地面自动气象站和MICAPS等资料，研究了两次陆龙卷的天气背景、环境参数和龙卷风暴中尺度结构特征。结果表明：广州南沙龙卷为台风环流外围龙卷，位于台风中心的东北象限，强度为EF3级；佛山南海龙卷为台风环流内部龙卷，位于台风中心的东侧，强度为EF1级。龙卷均发生在中低空强东南急流在珠江口附近上下叠加和高层辐散的有利大尺度环流背景下。环境条件表现为较强的低层风垂直切变和较大的风暴相对螺旋度（SRH）、较小的对流有效位能（CAPE）和对流抑制能量（CIN）、极低的抬升凝结高度（LCL）；地面存在中尺度辐合线和小尺度涡旋。广州S波段雷达探测到两次龙卷母风暴的低层钩状回波和入流缺口回波特征及低层中等强度中气旋，龙卷出现在钩状回波顶端、中气旋中心附近。佛山X波段双偏振雷达清晰地探测到佛山南海区大沥龙卷的微型超级单体和龙卷碎片特征（TDS）。