我校东方学者在《自然》子刊发表重要研究成果

发布日期:2018-05-02 责任编辑:蔡霞本条信息已被查看了 1263设置

《自然》系列杂志是举世公认的自然科学顶尖科技期刊。2018年,《自然》子刊《自然地学》(Nature Geoscience)杂志创刊十周年,该杂志举办了一系列的庆典活动。上海海洋大学海洋科学学院马建教授在其竞赛中获奖并受邀刊发评论,同时该教授于国际顶级年刊《年度综述》(Annual Reviews)发表特约综述文章,堪称气候变化热带动力学研究领域的系列重大成果。

《自然地学》杂志是地学领域顶尖学术期刊,创刊于2008年1月,影响因子13.941。“地学故事”竞赛(Geostory Competition)是其十年庆典的重要活动之一,邀请全世界的年轻科学家介绍对自己工作最有影响力的一篇近十年以内发表的科研论文。参赛者首先提交一篇不超过150字的短文,配一张“抓眼球”的图片,由杂志编辑团队根据短文的独创性和图片的艺术性进行独立评选,一经选中便会收到邀请在该杂志发表一篇500字左右的配图评论。这次活动从全球共选出10位获胜者,马建教授是唯一一位中国人(包括华人)。

马建接受《自然地学》约稿的评论文章《降水与气候反馈》于4月30日正式刊发,英文原文附于文后。该文重点评述了此杂志在2010年发表的一篇关于全球变暖中热带降水临界值升高的论文,并阐释了其对于气候变化中降水响应的深刻意义。马建指出:基于该理论,如果海表增暖是空间均匀的,那么降水区域的分布不会发生改变,但是本来降水多的地方会拥有更多的降水,反之亦然,因为大气中水汽含量增加会导致干旱区域向湿润区域的水汽输送增强。然而,在马建的数值模拟工作中发现,大气环流的减弱会抵消水汽增加的效应,从而使得这种“湿者更湿”的降水变化形态被另一种机制压制。该机制叫做“暖者更湿”,认为海表温度形态的变化才是未来控制降水的主要因素,在海表增暖超过热带平均暖化的区域,降水会增加,而在相对暖化较弱区会减小。这也是因为热带降水临界值随着海表平均暖化而升高的缘故,而降水与海洋暖化的相互作用过程非常复杂,气候模式也并不能非常精确地描述,所以模式之间差异甚大。

马建长期从事关于气候变化中海洋温度、大气环流和降水变化及其对气候反馈影响的科研教学工作,积累了大量研究成果,上述突出业绩属其多年努力的结晶。与此同时,马建以往的成果取得了广泛的国际关注,《地球与行星科学年度综述》(Annual Review of Earth andPlanetary Science)杂志的编委就找到他,邀请其对关于全球变暖引起的热带大气环流响应及对水循环变化影响的近20年来的研究工作加以总结,并建议未来研究方向,撰写一篇业界亟需的综述文章。《年度综述》是国际顶级多学科综述年刊,受众广泛,每年刊发一集,包括40多个学科,每学科一本,这本地学领域的期刊影响因子9.78。

马建和他在中国、英国、美国和韩国的同事合作完成的特约大气环流变化综述日前已上线预发表(链接附后),将于5月30日正式刊发。该文从理论预测和观测模拟诊断两个角度梳理了近年来气候变化领域比较有影响力的工作,将环流变化按照空间尺度分类并分别描述大尺度和区域气候变化,并阐释了它们与海表温度、风、降水和能量输运的联系。马建指出已有的理论可以预测气候变化会导致热带地区向两极扩张,大气环流由于层结加强而减弱、以及上文提到的降水变化的“湿者更湿”形态;而区域气候变化中大气环流与“湿者更湿”相互抵消,从而导致海洋上“暖者更湿”的降水响应,以及陆地上各种效应累加造成的复杂变化。马教授建议未来的气候变化研究应关注海温和能量结合的课题,从当前气候模拟偏差来探索气候预估中的不确定性问题,台风环境场变化以及陆地降水中多物理过程相互制衡的机制。

气候变化这个科学问题的推广是有一定难度的,其不仅在科学上具有相当的复杂性,在社会上也容易引起争议。比如未来究竟会有多暖,大气与海洋变化的相互作用究竟怎样,都还没有定论。马建领衔发表的一系列重大成果对推进气候与海洋,动力学与变化研究领域的进步及其社会影响具有积极作用:对学科发展脉络的整理可以使研究者清晰定位自己的工作并开展后续研究;对于刚刚入行的年轻人有着卓越的专业指导意义;也为扩大本研究领域影响力,让其他行业的有识之士加以了解创造了有利条件。马建后续将基于上述成果研究气候反馈,比如水汽和云的变化对地球变暖幅度的调整。这方面的研究前景巨大,可以通过海气相互作用探究广受关注的问题:未来地球会变多暖。

《自然地学》十年庆典活动“地学故事”竞赛链接:

https://www.nature.com/ngeo/about/geostory?error=cookies_not_supported&code=31f7ced5-5409-45c1-b7d7-cbec93491cfd  

马建教授评论文章《降水与气候反馈》链接(影响因子13.941):

https://www.nature.com/articles/s41561-018-0135-3.epdf?author_access_token=XdoM1y8TzY_uklNdzTZIxdRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0O0j4sp20UDp6l45e5H3ApVb6amZV93XZw1-9aykvLPoEA-xUPbriWCt5CPf861rrdiK3YWI2SXcRZGHX7BLVhUESWnOnGu9oby_HNI2g6-aw%3D%3D

大气环流变化综述文章链接(影响因子9.78):

https://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev-earth-082517-010102

(撰稿:韦记朋)
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