气象科技动态

全球变暖在热带上层大气留下“指纹”

据物理学家组织网5月22日报道，在热带地区高度超过16.09 km的上空，大约每隔一年盛行风是交替强劲的东风和西风。热带高层大气的这种缓慢的“脉动”简称为准两年周期振荡(QBO)，其影响着全球大气的风和化学成分，甚至地球表面的气候。而一项由国际太平洋研究中心、美国夏威夷大学马诺阿分校和日本海洋地球科技署科学家的共同研究显示，过去的60年里，某些海拔高度上的QBO节奏已大幅减弱，其强度的下降与计算机模型预测的上层大气对因温室气体浓度增加引起的全球变暖如何反应相一致。该研究成果发表在最新一期《自然》在线版上。

该论文的合著者、国际太平洋研究中心主任凯文·汉密尔顿说:“这是首次演示在观察到的QBO记录中存在一个有规则的长期趋势。我们在利用温室气体的历史变迁来模拟上个世纪全球大气的计算机模型中看到了类似的趋势。因此，高层大气行为的这种变化，可以被认为是气候系统中预期的全球变暖信号留下的部分‘指纹’。”

(科技日报2013－05－24)

1 俄罗斯科学家发明新的人工降雨方法

通常情况下，人工降雨只有在雨云湿度高于95%的情况下才可以实施。但是，俄罗斯列别捷夫物理研究所宇宙射线实验室的主任帕夫柳琴科提出了一种新的方法，使得在雨云湿度不大的情况下进行人工降雨变为可能。

俄罗斯科学家的方法基于气旋原理。我们知道，气旋是三维空间上的大尺度涡旋，其中心气压低、四周气压高，是一种近地面气流向内辐合，中心气流上升的天气系统。由于地球自转与科氏力(Coriolis effect)作用，使得气旋在北半球作逆时针旋转。空气在上升的过程中，逐渐变冷，水蒸气开始凝结，最后形成降雨。根据这个原理，只要解决两个问题就能实现人工降雨，一是将空气提升到一定高度，二是形成带负电荷的凝结核。

俄罗斯科学家利用太阳辐射以及地球磁场解决了上述两个问题。具体操作方法是:将系留气球涂成黑色，并按照环形或螺旋形层层排列后升空。气球的黑色表面吸收太阳辐射而变热，并把热量传递给周围的空气，使得空气开始升高，并逐渐冷却。由于在地面和电离层间存在300～500 kV的电位差，当到达一定高度时，安装在气球层上的接地导体便通过电晕放电自动生成电离子，使之成为天然的凝结核，促使水蒸气凝结，最终实现降雨。

俄罗斯研究者称，利用该方法进行降雨的同时，也能产生风，因此还能满足一些盆地地区通风的需求。

(科技部门户网站 2013－01－07)

2 美国探索采用空基探测技术监测北美主要大气污染物

近日，美国国家航空航天局(NASA)决定资助建设全球首个天基大气污染物观测系统，用于北美大陆主要大气污染物监测。该观测系统建设计划由史密森尼天体物理天文台(Smithsonian Astrophysical Observatory)提出，将于2017年前建成;观测系统将充分利用地球赤道上空3.5万km轨道商业卫星的有效载荷，总成本不超过9000万美元。

该计划负责人、史密森尼天体物理天文台首席科学家Kelly Chance博士称，观测系统建成后将首次实现对北美大陆对流层主要污染物的高分辨率、高频度监测，可准确监测包括臭氧、二氧化氮、二氧化硫、甲醛和气溶胶等污染物。

(科技部门户网站 2012－11－29)

3 澳大利亚发布灾害管理的数字化技术与服务报告

近日，隧道被淹、家园被毁、电力供应中断——飓风桑迪再次向人类展示了自然灾害造成的破坏性影响。尽管目前科学技术手段还不能阻止自然灾害的发生，但新兴技术可以更好地提供紧急情况的救援服务，将灾害对人类、基础设施和环境的影响减小到最低限度。

2012年11月21日，澳大利亚联邦科工组织CSIRO公布“风险:灾害管理的数字化技术与服务报告”，第一次汇集了联邦科工组织在森林大火、洪水等自然灾害的应对、救援和灾后重建等领域的研究案例。

例如，该报告解释了基于现实的海啸和风暴流体数学模型如何被海洋理事会用于测试场景和预测家庭及企业的脆弱性。该报告还描述了对森林大火的研究如何与计算机模型相结合，帮助管理者随着火灾的发展动态调整消防人员和设备的配置。

报告强调了灾害发生后紧急情况报道社会媒体的巨大变化。联邦科工组织通过软件检测在Twitter中提到关于灾害的帖子，以便政府提供新情况的早期预警和更及时的救援服务。

同时，该报告也强调了空间数据传输和分析技术的进步如何帮助政府提高在本地和海外更有效地定位需要帮助人群并提供援助的能力。

(科技部门户网站 2012－12－20)

4 日研究气象数据如何影响水稻基因

新华社东京12月11日电 将气温、降水量等气象数据输入电脑程序，就能推算出水稻稻叶中发挥机能的约1.72万个基因的表达状况，这是日本一个研究小组的最新研究成果。它将有助于人们更有针对性地改良水稻品种。

这是日本农业生物资源研究所等机构进行的一项研究，研究人员选择了日本两种较为常见的水稻品种“日本晴”和“农林8号”，前者的完整基因组已于2004年被破译。2008年起，研究人员进行了试验栽培并分析稻叶基因的表达情况，再与日本气象厅观测的气温、湿度、日照、降水量等数据进行比对，最终形成了一套推算方法，可根据气象数据以及栽培天数推算稻叶基因的表达状况。

研究小组认为，如果罗列出酷暑或低温天气受影响的基因清单，就可以帮助改良水稻品种。另外，针对特定基因的表达方式，还可以决定施肥施药的最佳时期。相关研究论文已发表在新一期美国《细胞》杂志上。