研究揭示海洋次表層熱浪／冷浪的關(guān)鍵機(jī)制

10月16日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所詹海剛團(tuán)隊(duì)在《自然》上在線發(fā)表了題為Common occurrences of subsurface heatwaves and cold spells in ocean eddies的研究論文。該研究突破了次表層連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)嚴(yán)重匱乏的限制，首次在全球尺度上揭示了渦旋在驅(qū)動(dòng)海洋次表層熱浪／冷浪事件中的關(guān)鍵作用，并提出了渦旋會(huì)放大全球變暖對(duì)次表層極端溫度的影響并加劇強(qiáng)熱浪／冷浪的發(fā)生。

研究揭示了海洋次表層熱浪／冷浪與表層極端溫度事件在時(shí)空分布與物理機(jī)制上的差異，提出了僅通過海表溫度信息無法準(zhǔn)確探測(cè)次表層熱浪／冷浪事件的觀點(diǎn)。相比之下，衛(wèi)星遙感的海面高度異常能夠較好地捕獲海洋渦旋活動(dòng)的信息，因此可以成為探測(cè)次表層熱浪／冷浪尤其是強(qiáng)熱浪／冷浪事件的關(guān)鍵指標(biāo)之一。同時(shí)，渦旋對(duì)次表層溫度、溶解氧和浮游植物的影響機(jī)制相似，因而這一成果對(duì)剖析和預(yù)測(cè)全球變暖影響下次表層海洋貧氧、浮游植物藻華等極端事件具有參考意義。

發(fā)現(xiàn)海水直接電解制氫新策略

中國(guó)工程院院士、深圳大學(xué)教授謝和平團(tuán)隊(duì)就海水中的氯離子引發(fā)副反應(yīng)和電極腐蝕現(xiàn)象，提出一種新的解耦式海水直接電解制氫策略，將有助于豐富和進(jìn)一步構(gòu)建破解海水復(fù)雜成分影響的海水電解制氫理論體系和技術(shù)框架。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然·通訊》上。

該研究針對(duì)海水制氫中最棘手的氯離子干擾難題，引入氧化還原介導(dǎo)的解耦策略，利用兼具熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)優(yōu)勢(shì)的陽極反應(yīng)，巧妙規(guī)避了傳統(tǒng)電解水制氫過程中析氧反應(yīng)與氯離子反應(yīng)的直接競(jìng)爭(zhēng)，大幅降低了電化學(xué)腐蝕。同時(shí)，該研究探明了電解系統(tǒng)陰極析氫反應(yīng)與陽極亞鐵氰酸根氧化反應(yīng)的高效性，厘清了解耦體系下氧氣自發(fā)穩(wěn)定產(chǎn)出的反應(yīng)機(jī)理，實(shí)現(xiàn)全新系統(tǒng)在真實(shí)海水環(huán)境下250小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

青藏高原湖泊水儲(chǔ)量估算研究獲進(jìn)展

青藏高原湖泊數(shù)量眾多且分布密集，是青藏高原的重要組成部分。然而，湖泊的水下地形測(cè)量數(shù)據(jù)較少，對(duì)高原湖泊水儲(chǔ)量及其變化的準(zhǔn)確估算有一定影響。盡管激光雷達(dá)的穿透特性被應(yīng)用于重建濱海水下地形等領(lǐng)域，但由于穿透深度淺、水下光子提取困難、湖泊水質(zhì)復(fù)雜等難題，限制了激光雷達(dá)在重建湖泊水下地形的應(yīng)用。

中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所環(huán)境變化與多圈層過程團(tuán)隊(duì)研究員張國(guó)慶聯(lián)合美國(guó)、英國(guó)以及中國(guó)臺(tái)灣的科研人員，提出了基于ICESat-2激光雷達(dá)高度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的湖泊水下地形重建方法，并應(yīng)用于青藏高原的60個(gè)湖泊。該研究解決了ICESat-2激光雷達(dá)高度計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算量大、激光雷達(dá)穿透深度有限、無法重建大型湖泊水下地形的問題。研究顯示，模擬與實(shí)測(cè)的湖泊體積具有良好的一致性，最大水深的平均絕對(duì)百分比誤差為8.0%，湖泊體積的平均絕對(duì)百分比誤差為19.7%。這一研究基于遙感手段初步估算了青藏高原湖泊水儲(chǔ)量，為湖泊未來水量變化預(yù)估、水量平衡分析和水資源管理提供了數(shù)據(jù)支持。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《環(huán)境遙感》（Remote Sensing of Environment）上。

最高光電轉(zhuǎn)化效率鈣鈦礦／有機(jī)疊層太陽能電池誕生

太陽能電池作為將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵技術(shù)，一直是清潔能源領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。其光電轉(zhuǎn)化效率及穩(wěn)定性備受關(guān)注，也是相關(guān)科學(xué)家持續(xù)研究的重要方向之一。

由中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所、北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心李永舫／孟磊團(tuán)隊(duì)與合作單位德國(guó)波茨坦大學(xué)菲尼克斯·朗（Felx Lang）教授等共同完成，成功研發(fā)出高效穩(wěn)定的鈣鈦礦／有機(jī)疊層太陽能電池，達(dá)到26.4%的光電轉(zhuǎn)化效率，是已報(bào)道的此類疊層太陽能電池的最高效率。相關(guān)研究成果在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》發(fā)表。該成果為寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池降低電壓損失提供了全新思路，將有力促進(jìn)鈣鈦礦／有機(jī)疊層太陽電池的發(fā)展。

科學(xué)家利用基因編輯轉(zhuǎn)座子改良水稻性狀

轉(zhuǎn)座子（TEs）是真核生物基因組中廣泛存在的DNA重復(fù)序列，約占水稻基因組的35%。轉(zhuǎn)座子是植物產(chǎn)生遺傳變異的重要來源，通過多種機(jī)制調(diào)控基因表達(dá)及表型變異。水稻的泛轉(zhuǎn)座子變異圖譜研究表明，轉(zhuǎn)座子在水稻馴化和育種性狀改良方面發(fā)揮重要作用。

近日，中國(guó)科學(xué)院院士、遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員李家洋帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員，在《植物生物技術(shù)雜志》（Plant Biotechnology Journal）上在線發(fā)表飛題為Generation ofOsGRF4 and OsSNACl alle lesfor improving rice agronomictraits by CRISPR/Cas9-media teo manipulation oftransposab le elements的研究論文。該研究通過對(duì)水稻基因OsGRF4或OsSNAC1的非編碼區(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)座子編輯，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目的基因表達(dá)的精確調(diào)控。同時(shí)，該研究創(chuàng)制的優(yōu)良等位基因?yàn)樽魑镞z傳育種提供了新策略。

微塑料風(fēng)化研究添新工具

微塑料是尺寸小于5毫米的塑料顆粒，廣泛存在于全球各類水體中，從河流、湖泊、近海，遠(yuǎn)至大洋、深至馬里亞納海溝都已被發(fā)現(xiàn)。微塑料在動(dòng)物體內(nèi)富集，在人體胚胎已被發(fā)現(xiàn)，它們難以降解，會(huì)釋放有害物質(zhì)，并作為其他污染物的載體，危害自然生態(tài)和人類健康，已成為掀起全球性挑戰(zhàn)的新型污染物。

近日，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院副教授廖然團(tuán)隊(duì)與香港城市大學(xué)助理教授晏萌團(tuán)隊(duì)合作，利用自主研發(fā)的微型顆粒物精細(xì)分類檢測(cè)儀，為研究微塑料風(fēng)化過程提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。相比傳統(tǒng)檢測(cè)儀器，合作團(tuán)隊(duì)開發(fā)的儀器具備高通量、無損、免標(biāo)記的優(yōu)勢(shì)，該儀器能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出不同風(fēng)化階段的微塑料，顆粒最小尺寸可至亞微米。為理解微塑料在海洋環(huán)境中的長(zhǎng)期演變過程提供了重要工具支持。