掃描解鎖七月份的精彩
封面故事
火山碎屑流 (PDC)是源自火山噴發的複雜多相流,全球三分之一以上的火山死亡事故都是由PDC造成的。這篇綜述討論了在理解PDC內部的複雜過程以及這些過程如何影響氣流動態和危險足跡方面的最新進展。
Research Highlights| Making and breaking mountains
造山和破山
冰川是影響山脈高度和地勢的侵蝕力量,它本身也受到氣候和構造的影響。在一些山脈中,有人提出,冰川通過侵蝕雪線及其以上的高海拔地區來控制山地地形----這現象被稱為"冰川大鋸"。也有人認為,冰川保護山頂不被侵蝕。Earth and Planetary Science Letters上的兩項新研究為冰川在侵蝕山脈方面的作用提供了新的見解。
瑞士洛桑大學和奧地利薩爾茨堡大學的Günther Prasicek及其同事利用一個一維模型來研究冰川和河流侵蝕的影響。通過測試各種構造抬升率和氣候因素,他們確定冰川山地貌與河流系統一樣,同時受到氣候和構造的影響。不過與河流侵蝕相比,冰川侵蝕產生的山體地勢較低,是更有效的侵蝕力。模擬的侵蝕作用顯示了冰川如何侵蝕和雕刻山脈,從而支持了冰川大鋸的概念。
美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的Jingtao Lai和Alison Anders深入研究了來自底層山體基巖的地熱是如何影響冰川冰動力學以及隨後的冰川侵蝕的。將在不同構造體制下,具有不同的地熱通量的冰川侵蝕和冰原模型耦合,作者們證明熱通量增加會在更高的海拔導致更快的侵蝕速度。因此,在構造活躍,地熱通量高的山地帶的冰川會造成冰川大鋸效應,而熱通量較低的地區則會出現較慢和較低的侵蝕。
冰川對山體侵蝕和地形的影響,及其與構造體制和氣候變化的聯繫是很難觀察到的,因為它們緩慢地在地質時間尺度上發生。這兩種基於模型的方法為這些不同力量之間的平衡帶來了新的量化見解,例如納入更詳細的水文學和更多的經驗數據,將進一步提高我們對冰川在造山方面的長期作用的認識。
Research Highlights | Transition to tall evergreens
向高大的常青樹過渡
亞洲在南亞、東南亞和中國地區的熱帶森林受到了直接和間接的壓力因素,即土地使用變化和人為氣候變化的威脅。例如,氣候變化會改變植物的表型和植被結構,進而影響植被分布、碳儲存和生物多樣性。因此,需要深入了解這些過程以進行有效的管理並提出政策建議,特別是在熱帶亞洲,因為在36個全球生物多樣性熱點地區中,亞洲有7個。
德國森肯貝格生物多樣性和氣候研究中心的Simon Scheiter及其同事利用動態植被模型(aDGVM2)研究氣候變化對整個亞洲熱帶地區植被形成的影響。與2000至2019年相比,2080至2099年的地上生物量預計在代表濃度路徑4.5(RCP4.5)和代表濃度路徑8.5 (RCP8.5)會分別增加12.7%和22.8%。這些變化在亞洲大部分熱帶地區是一致的,只有巴基斯坦和阿富汗出現了負變化。這種生物量的增加主要與從小樹到高樹,從落葉生物群落到常綠生物群落的轉變有關,在印度和東南亞最為明顯,RCP8.5的模擬的高度變化為5至10米。因此,忽略土地利用變化的影響的同時,亞洲被自然植被覆蓋的熱帶地區預計在本世紀末之前仍將是一個碳匯;這主要是由於二氧化碳的肥化作用。然而,研究發現大模型內的各個組合成員模型的結果各不相同,這表明在評估未來植被趨勢時需要考慮多種模型。
地面生物量的潛在和預計的增長為自然植被保護成為一項氣候緩解戰略提供了支持。然而,從開放向封閉的生態系統, 即草地向森林的轉變也可能帶來保護方面的挑戰;雖然這種過渡有利於減緩氣候的變化,但也可能威脅到生物多樣性,造成群體之間的衝突。
News & Views| The tree-lined path to carbon neutrality
實現碳中和的林蔭大道