木星内部氢—氦不混溶证据
温致密氢—氦(H-He)混合物的相行为影响了人们对木星和土星及其内部结构演化的理解。尽管H-He相具有重要意义,但在相关行星条件下,它的相行为仍然很难约束,因为通过计算来确定它极具挑战性,且极端温度和压力条件也难以通过实验达到。
在一项新研究中,研究人员通过激光驱动,冲击压缩已在金刚石压砧中预压缩的H2-He样品,可以达到适当的温度和压力,使研究组能够探测木星内部条件下H-He混合物的性质,揭示沿雨贡纽曲线的一个不混溶区域。
样品反射率的明显不连续变化表明,在10200K时,该区域结束于150吉帕以上;在4700K时,93吉帕以上的反射率发生了更细微的变化。考虑到木星的压力—温度分布,这些近原太阳混合物的实验不混溶约束表明H-He相分离影响了木星内部的很大一部分,研究组估计该部分大约占木星半径的15%。
这一发现为木星模型提供了微物理支持。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03516-0
2003~2019年全球陆地蒸散量增加10%
准确量化全球陆地蒸散量对于理解全球水循环的变异性是必要的,在气候变化下,这种变异性预计将加剧。目前量化全球蒸散量的方式很多,包括模型、遥感和现场观测。
然而,现有的方法包含广泛不确定性。例如,与模型结构相关,或将观测值提升到全球水平带来的不确定性。因此,全球蒸散量的变异性和趋势仍不清楚。
一项新研究表明,2003至2019年,全球陆地蒸散量增加了10%±2%,陆地降水越来越多地被划分为蒸散量,而非径流。
该结果基于全球陆地蒸散量的独立水平衡集合时间序列和相应的不确定性分布,使用的数据来自重力恢复及气候实验(GRACE)卫星和GRACE后续卫星。
全球陆地蒸散量的变异性与厄尔尼诺—南方涛动正相关。这种趋势的主要驱动力是不断升高的地表温度。研究组的发现为全球陆地蒸散量提供了一个观测约束。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03503-5
人群流动的普遍访问规律
人的流动性影响着城市的许多方面,从城市的空间结构到城市对流行病的反应。它也是社会互动、创新和生产力的关键。
然而,人们对人群移动的定量理解仍不完整。现有的模型(如引力定律或辐射模型)只关注人口流动的纯粹空间依赖性,而忽视了重复访问相同地点的不同频率。
研究组揭示了一个简单而稳健的标度律,它基于全球不同城市的人口大规模流动数据,来捕捉人口流动的时空谱。根据这一规律,任何地点的游客人数都会随着其访问频率和旅行距离乘积的平方反比而减少。
研究组进一步证明流向不同地点的时空流产生了显著的空间集群,其区域分布遵循齐夫定律。最后,研究组建立了一个基于探索和优先返回的个体流动模型,为所发现的标度律和新兴的空间结构提供了一个机制解释。
该结果为上述机制在城市规划、交通工程和减少流行病方面的应用提供了基础。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03480-9
地下水位控制泥炭地温室气体排放
全球泥炭地储存的碳比大气中自然存在的还要多。然而,许多泥炭地受到基于排水的农业、种植开发和火灾的压力,仅相当于排水泥炭地排放的所有人为温室气体的3%左右。
研究组报道了来自16个地点的CO2涡流协方差数据和来自英国和爱尔兰41个地点的CH4静态室测量数据,并将这些数据与所有主要泥炭地生物群落公布的数据相结合。
结果表明,年平均有效地下水位(WTDe,即通气泥炭层的平均深度)超过了所有其他与温室气体排放相关的生态系统和管理的控制。
研究组估计,WTDe每减少10cm,就可减少CO2和CH4排放的净变暖效应,相当于每年每公顷至少减少3吨CO2。
研究结果表明,农业泥炭地的温室气体排放可以大大减少,而不必停止其生产性使用。例如,将所有排水的农业泥炭地中的WTDe减半,可减少相当于全球人为排放量的1%以上。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03523-1
(未玖编译)
《中国科学报》 (2021-06-02 第2版 国际)
