郭守敬望遠鏡發(fā)現(xiàn)宇宙中鋰豐度最高恒星

中國科學院國家天文臺趙剛研究員和施建榮研究員等與中國原子能科學研究院、北京師范大學等院所高校的科學家合作，依托大科學裝置郭守敬望遠鏡（LAMOST）發(fā)現(xiàn)一顆奇特天體，它的鋰元素含量約是同類天體的3000倍，這是目前人類已知鋰元素豐度最高的恒星，研究論文發(fā)表于Nature Astronomy。這顆新發(fā)現(xiàn)的富鋰恒星來自于銀河系中心附近的蛇夫座方向，位于銀河系盤面以北，距離地球約4500光年。結(jié)合美國自動行星搜尋者望遠鏡（APF）的高分辨率光譜和中國原子能科學研究院最新的原子數(shù)據(jù)，通過模擬再現(xiàn)其內(nèi)部經(jīng)歷的變化，從而對這顆恒星的鋰元素豐度給出合理的解釋。

LAMOST發(fā)現(xiàn)富鋰巨星示意圖（圖片來源于繪圖：《中國國家天文》）

富鋰巨星與太陽對比的想象圖（圖片來源于NASA Goddard Space Flight Center）

系外行星的成分研究

中國科學院紫金山天文臺晉升博士與瑞士伯爾尼大學的Christoph Mordasini教授合作，提供了一個限定低質(zhì)量系外行星物質(zhì)成分的方法，揭示迄今已發(fā)現(xiàn)的低質(zhì)量系外行星大多是類似地球的巖石行星。該項成果為系外行星宜居性研究提供了理論依據(jù)，研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。尋找類似地球的宜居行星一直以來是系外行星研究的前沿課題。隨著觀測技術(shù)的不斷進步，天文學家目前已發(fā)現(xiàn)了近4000顆系外行星。這些系外行星樣本一方面為研究和檢驗行星形成理論提供了寶貴的觀測依據(jù)，另一方面還將有助于回答行星科學中眾多懸而未決的科學問題。

2℃溫升目標下季風區(qū)極端降水事件變化及影響

中國科學院大氣物理研究所周天軍研究團隊揭示了全球陸地季風區(qū)極端降水隨不同全球增溫閾值的變化，指出若將全球增溫控制在1.5℃，較之2℃溫升目標，將能顯著減少對“危險”極端降水事件的暴露度，研究論文發(fā)表于Nature Communications。該研究利用參加第五次耦合模式比較計劃（CMIP5）的多模式氣候預估數(shù)據(jù)，結(jié)合不同共享社會經(jīng)濟路徑（SSP）下的人口預估數(shù)據(jù)，探討了從1.5℃到2℃、3℃和4℃等不同溫升目標情景下全球陸地季風區(qū)極端降水的變化及其對人口的影響。該研究表明，控制進一步溫升對減少極端洪澇災害風險具有顯著作用，國際社會需要圍繞著減緩氣候變化而共同努力。

青藏高原內(nèi)陸大氣汞本底、變化特征和原因

中國科學院青藏高原研究所康世昌研究員、張強弓副研究員等揭示青藏高原內(nèi)陸大氣汞本底、變化特征和原因，研究論文發(fā)表于Atmospheric Chemistry and Physics。汞是一種全球性有毒污染物，大氣是汞的重要傳輸通道。南亞和東亞是世界最大的兩個人為汞釋放源區(qū)，青藏高原地處兩大源區(qū)之間，是區(qū)域大氣汞本底觀測和變化過程研究的關(guān)鍵地區(qū)。此前，青藏高原長序列大氣汞觀測研究僅限于高原北部的瓦里關(guān)和東南部的香格里拉，而高原內(nèi)陸大氣汞研究極為稀少，且缺少長期地面觀測。該研究補充完善了青藏高原內(nèi)陸偏遠地區(qū)大氣汞監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時為高原內(nèi)陸大氣污染物傳輸過程及受印度季風影響研究提供了新視角。

成冰紀全球冰期事件研究進展

北京大學地球與空間科學學院沈冰課題組聯(lián)合國內(nèi)外多家單位對我國華南揚子板塊南沱組（Marinoan冰期沉積）頂部的黃鐵礦結(jié)核（FeS2）進行了系統(tǒng)研究，相關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)南沱組頂部的黃鐵礦結(jié)核在整個華南地區(qū)廣泛分布。黃鐵礦結(jié)核的大小與含量在空間上存在明顯變化的規(guī)律，由深水相至淺水相逐漸降低。黃鐵礦的硫同位素也存在明顯變化，不同沉積相區(qū)表現(xiàn)出明顯的差異性。此項研究為雪球地球解體后全球海洋化學變化提供了地質(zhì)證據(jù)。該研究也建立了黃鐵礦含量與硫同位素值數(shù)值模型，為研究古海洋化學特征提供了新指標。

華南南沱組頂部發(fā)育大量黃鐵礦結(jié)核（圖片來源于北京大學）

抗碎屑流沖擊工程防護研究進展

中國科學院成都山地災害與環(huán)境研究所姜元俊副研究員等以保護山區(qū)公路的棚洞結(jié)構(gòu)為研究對象，通過室內(nèi)模型實驗的方法，研究了碎屑流對棚洞的沖擊機制以及利用碎石作為緩沖墊層的緩沖效應，相關(guān)論文發(fā)表于Rock Mechanics and Rock Engineering。高強度降雨、地震都可能成為山體滑坡或崩塌發(fā)生的誘因。山體滑坡發(fā)生時伴隨著大量粒徑不相同的巖石碎屑，碎屑流體積大、速度快。研究發(fā)現(xiàn)，沒有緩沖層的棚洞所受的沖擊力要大于有碎石緩沖層的情況。這充分表明了碎石墊層在碎屑流沖擊棚洞時發(fā)揮了顯著的緩沖和耗能作用。相關(guān)研究成果可應用于災害防治與治理。

木星大氣環(huán)流研究進展

中國科學院上海天文臺行星物理與磁流體力學課題組孔大力研究員及合作者在多年行星物理與行星磁流體力學研究的基礎上，共同發(fā)展了邏輯上自洽、物理上正確、數(shù)學上嚴謹?shù)哪拘黔h(huán)流模型和反演方法，提出了兩類可能的木星環(huán)流形態(tài)。該研究成果發(fā)表于PNAS。為了研究木星內(nèi)部深處的環(huán)流結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，2012年，美國宇航局（NASA）發(fā)射了“朱諾（JUNO）號”木星探測器，于2017年夏天進入環(huán)繞木星的軌道?！爸熘Z號”的一個重要科學使命就是嘗試通過測量引力場來研究木星深部的結(jié)構(gòu)和流體運動。在高質(zhì)量的測量數(shù)據(jù)不斷產(chǎn)出之際，有效解讀飛船測量數(shù)據(jù)，進而得出有科學價值的結(jié)論。

深海高溫熱液噴口流體原位拉曼定量探測

中國科學院海洋大科學研究中心研究員閻軍團隊、李超倫團隊在深海熱液系統(tǒng)原位拉曼光譜定量探測研究中獲得進展，基于自主研發(fā)的深海原位激光拉曼光譜探測系統(tǒng)（Raman insertion probe-RiP）對沖繩海槽中部熱液區(qū)的高溫熱液流體進行了原位拉曼光譜定量探測，獲得高溫熱液流體中溶解二氧化碳及硫酸根離子的原位濃度。相關(guān)研究成果發(fā)表于Geochemistry，Geo physics，Geosystems。深海熱液系統(tǒng)作為20世紀地球科學重大發(fā)現(xiàn)，溝通了不同圈層之間的物質(zhì)能量交換。該研究對于推動原位光譜探測技術(shù)在深海極端環(huán)境下的應用具有重要意義，有助于重新認識熱液活動對全球海洋環(huán)境的影響。