破解谜题：研究气候变化对全球的影响（III）

 如果气候对地球生态系统和生物没有重大影响,那么气候变化只是地球科学纯粹的好奇心研究。但事实上,我们知道,生态系统的进化是为求生存而与可预测的年度气候模式变化相适应的。变化的气候模式会影响植物能在哪里生长和动物能在哪里繁衍,即便是微小的气候变化,也能够破坏生态系统中不同物种之间竞争与合作的精细平衡。气候变化可能毁灭地球生命的潜在性,使得对其进行研究非常必要。     

破解谜题:研究气候变化对全球的影响(Ⅲ)

6 生命如果气候对地球生态系统和生物没有重大影响,那么气候变化只是地球科学纯粹的好奇心研究。但事实上,我们知道,生态系统的进化是为求生存而与可预测的年度气候模式     

温室效应与气候变化及人类活动的关系

气候变化是全球变化研究的核心问题和重要内容．本文在对温室效应理论简介的基础上分析了人类活动、温室效应增强与气候变化之间的复杂作用机理,结合前人研究得出如下结论：温室效应并不都是负面影响,温室效应是地球上生命赖以生存的必要条件,而人类活动引起温室效应增强造成的气候变化将对全球环境带来重大影响;气候变化是指气候指标的平均状态和离差以及概率三者中的一个或两个、三个出现了统计意义上显著的变化;人类活动对温室效应的影响是十分复杂的,既有增强的效应也有减弱的效应;人类活动是造成近百年全球气候变暖的主要原因;气候需要精心呵护,人类共同努力可以有效地控制气候的变化．人类并不是对温室效应增强、气候变化无能为力．     

超高能宇宙线质子在宇宙空间中的平均自由程

本文根据原子核物理学,粒子物理学和大爆炸宇宙论研究超高能宇宙线质子在宇宙空间中的平均自由程和宇宙线从产生处到达地球经历的平均温度.研究结果表明:仅当产生的宇宙线是单一能量时,在E=2.0×1020eV附近才会有宇宙线能谱的截断;但是,产生宇宙线的能量有一分布,因此,这个截断问题还值得研究.     

既要控制，也要适应

地球的气候不断地在变化着,根据现有的资料分析表明,地质年代的气候变化在时间上是缓慢的,而现代气候变化是快速的,其变化速度是空前的。观测和理论研究也表明,二氧化碳与温度变化总是以响应-反馈循环的大致相同的趋势在演变,从而导致变幅显著的全球性气候变化。因而二氧化碳是气候变化的一个关键驱动力。     

半月国际科技要闻

太阳活动可能影响全球气候变化美国国家大气研究中心Gerald AMeehl等利用计算机模型对全球气候、温室气体和1890-2006年间的地球海洋温度数据进行了研究,结果     

地球气候的变化及其趋势

地球气候处在波动变化中,气候变化有周期性,气候主要变化趋势是变暖。     

客观理性地认识气候变化

正气候变化是当下政治家、科学家和公众议论的国际热点话题之一。一种自然现象能引起如此大范围的关注,这在人类历史上恐怕是少有的。这里面既有气候变化的既定事实,也有环保组织和媒体的推波助澜,还有其他诸如政治力量等多种因素的博弈。气候变化,是指气候平均状态在统计学意义上的显著改变或者持续较长一段时间(10年或更长)的气候变动。过去20多年的研究表明,气候确实在变化,地球变暖也是客观存在的事实。各地观测到的气温升高、冰川退缩、雪线上移、海平面上升和物候提前等自然现象都印证了这一事实。因此,     

近年来我国的宇宙线物理研究

宇宙线发现已经有80年了,它是来自地球之外的各种高能射线。宇宙线研究是粒子物理和天体物理的交叉学科,在没有加速器的时代,粒子物理实验就用宇审线作为高能粒子源。有了加速器之后,在高于加速器达到能区的实验还得在宇宙线中进行。由于我国长期没有高能加速器,因而当时在国内只能进行宇宙线超高能物理实验。不过,     

宇宙线日周期变化研究

到达地球的宇宙线强度可能存在着日周期变化,研究宇宙线恒星日和太阳日周期变化对解决宇宙线起源、传播以及调制等这些基本问题有重要意义.首先对仿真信号进行周期分析处理,给出利用周期折叠分析法要区分宇宙线中可能的太阳日和恒星日周期信号,需要至少7.6年的宇宙线数据.然后利用羊八井Tibet ASγ阵列1994—2003年间记录的宇宙线触发率数据,气象修正后,将小波变换与折叠周期分析方法相结合,对10TeV宇宙线太阳日和恒星日周期变化情况进行分析研究,发现了宇宙线中的1.0d(太阳日)周期,其信噪比为46.3,变化幅度约为0.48%,最大值处的相位约为0.82(19.7h),没有发现0.997d(恒星日)周期.     

追踪宇宙“信使”冲击世纪谜题——高海拔宇宙线观测站简介

 宇宙线的研究具有悠久的历史,取得了许多划时代的发现性成果。但是人类对宇宙线的起源、加速和传播等问题仍存在诸多疑惑。大型高海拔空气簇射观测站（LHAASO）独具高海拔和大规模优势,计划利用多种探测手段开展联合观测,大幅提升对伽马和宇宙线粒子的鉴别能力。LHAASO有望获得史上最高的伽玛探测灵敏度,并在很宽的能量范围内精确测量宇宙线能谱,为宇宙线物理、高能天体物理、宇宙学和新物理学规律研究做出贡献。介绍了LHAASO的探测器结构、性能优势和科学目标。     

高能宇宙线C,N和O的反常同位素的解释

近期观测和理论表明,宇宙线可源于类太阳恒星,且在星际空间中有净能量增益,由此,本文提出了在太阳域内用厚板模型,在星际介质中用泄漏箱模型描述的传播模型,可以解释实验观测到的高能宇宙线C、N和O的同位素反常。     

西藏宇宙线实验的回顾与展望

文章简要回顾我国宇宙线物理研究的历史,重点介绍了在西藏开展宇宙线实验的发展历程及取得的重要成果,如中日合作甘巴拉山乳胶室实验、中日合作羊八井ASγ实验及中意合作羊八井AR-GO-YBJ实验,并对在西藏开展高海拔宇宙线实验的前景进行了展望。     

气候变化对中国北方温带草原植被的影响

在月、季节、生长季和年4个时间尺度上,采用Krigging空间插值方法对1982—1999年的降水、气温数据插值生成栅格影像,将其与1982—1999年的NOAA/AVHRR NDVI影像进行相关分析.同时,综合分析了归一化差值植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)、降水、气温、区域潜在蒸散量、区域实际蒸散量的年际季节变化.结果表明,降水是制约本区植被生长的根本原因,夏季降水量对植被生长的影响最为显著,7—8月份的降水对下月植被的生长有重要的影响.同时得出中国北方温带草原植被与气象因子相关性的空间分布图.     

Enhancements of energetic particles near the heliospheric termination shock

The spacecraft Voyager 1 is at a distance greater than 85 au from the Sun, in the vicinity of the termination shock that marks the abrupt slowing of the supersonic solar wind and the beginning of the extended and unexplored distant heliosphere. This shock is expected to accelerate 'anomalous cosmic rays', as well as to re-accelerate Galactic cosmic rays and low-energy particles from the inner Solar System. Here we report a significant increase in the numbers of energetic ions and electrons that persisted for seven months beginning in mid-2002. This increase differs from any previously observed in that there was a simultaneous increase in Galactic cosmic ray ions and electrons, anomalous cosmic rays and low-energy ions. The low-intensity level and spectral energy distribution of the anomalous cosmic rays, however, indicates that Voyager 1 still has not reached the termination shock. Rather, the observed increase is an expected precursor event. We argue that the radial anisotropy of the cosmic rays is expected to be small in the foreshock region, as is observed.     

西藏羊八井中日合作ASγ实验进展与前景展望

文章简要介绍了西藏羊八井中日合作Asγ实验及发展历史,重点概述了该实验自1990年稳定运行以来取得的重要成果,对正在进行的实验升级计划进行了较为详细的介绍,展望了升级后的实验在宇宙线和甚高能γ天文领域中的前景。     

An absence of neutrinos associated with cosmic-ray acceleration in γ-ray bursts

Very energetic astrophysical events are required to accelerate cosmic rays to above 10(18)?electronvolts. GRBs (γ-ray bursts) have been proposed as possible candidate sources. In the GRB 'fireball' model, cosmic-ray acceleration should be accompanied by neutrinos produced in the decay of charged pions created in interactions between the high-energy cosmic-ray protons and γ-rays. Previous searches for such neutrinos found none, but the constraints were weak because the sensitivity was at best approximately equal to the predicted flux. Here we report an upper limit on the flux of energetic neutrinos associated with GRBs that is at least a factor of 3.7 below the predictions. This implies either that GRBs are not the only sources of cosmic rays with energies exceeding 10(18)?electronvolts or that the efficiency of neutrino production is much lower than has been predicted.     

超高能宇宙线事例到达方向的重建

简单介绍了HiRes(High Resolution Fly's Eye)高能宇宙线实验。根据探测器的特点,发展了一套新的宇宙线事例到达方向的重建方法,即HiRes2时间-HiRes1中心矢量法。该方法利用了HiRes2的时间信息以及HiRes1的中心矢量,使得探测器的角分辨整体上达到0.43°。文中还研究了探测器的角分辨随着能量的变化关系,对于能量大于1018.4eV的事例,探测器的分辨率好于0.4°。     

大科学装置与高能宇宙线起源的探索

大科学装置已经成为全球创新系统中具有支撑作用的框架结构,对中国作为一个国家和宇宙线物理作为一个研究领域来说也是一样的.在其一百年发展史中,传统的宇宙线研究并非完全以大科学装置为依托.20世纪80年代以后,为了探索宇宙中微子和极高能宇宙线粒子,那必不可少的巨大中微子灵敏体积和至少上千平方公里的极高能宇宙线探测面积才给这个古老的学科设定了新的标准,而随之提出的几个大科学装置相继建成并在近几十年的宇宙线研究的辉煌成就中占据了核心地位,尤其在甚高能伽马射线天文学.在过去的20年内,中国为发展巡天普查伽马射线源的广延空气簇射技术做出了巨大的努力,成功地运行了ASγ和ARGO-YBJ两个高海拔国际宇宙线实验.现在,我们提出独具特色的高海拔空气簇射测量装置LHAASO的建设计划,建设面积达一平方公里的复合探测器阵列,以多种探测手段的有机组合寻求发现高能宇宙线起源,挑战新世纪里未解之科学难题.凭借其30 TeV以上最高的探测灵敏度,LHAASO将成为整个宇宙线研究领域的支柱项目之一.     

全球陆地暴雨时空格局变化的自然和人文影响因素研究(1981-2010年)

采用多种统计方法厘清了自然和人文因素对1981-2010年全球陆地暴雨变化的贡献大小.在时间上,首先从33个自然因子和11个人文因子中通过逐步回归筛选出对全球陆地年际暴雨雨量和雨日有影响的ENSO、AO2个自然因子和AOD、CO22个人文因子.其次采用平稳性检验、协整性检验和Granger因果检验,结果表明筛选的4个因子能够有效解释1981-2010年全球陆地年际暴雨雨量和雨日的动态变化.最后基于多元线性回归的方差解释率发现自然和人文因子对全球陆地年际暴雨雨量和雨日的总方差解释率达52.2%和51.3%;自然因子对全球陆地年际暴雨雨量和雨日的方差解释率为32.2%和31.4%,占总方差解释率的61.7%和61.2%;人文因子则仅占总方差解释率的38.3%和38.8%.水汽因素的诊断表明,全球水汽因子不是影响全球陆地暴雨动态变化的主导因素.在空间相关上,自然因子与全球陆地暴雨的空间相关性高于人文因子.