ENN 精粹

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新型红外线发射装置可实现废热利用

ENN新闻精粹 2017年4月13日

一种以完全可控的方式发射热红外光图案的新型可重构设备，有望使得收集红外波长废热并将其转化为可用能量成为可能。这一新技术可用于提升热太阳能光电板的性能，它是一种吸收红外光或热的太阳能电池，而不是传统的吸收可见光的太阳能电池。科学家们一直致力于研发出一种足够实用的热太阳能光电板，它能收集在热区域（如玻璃工业使用的炉子和窑炉周围）发现的热能，也可以把来自汽车发动机的热能转化为能量，从而为汽车电池循环充电。

北卡罗来纳州杜克大学的威利·帕迪亚（Willie J. Padilla）说：“由于红外能量的发射或强度是可控的，这种新的红外发射器可以提供特有的方式来收集和使用热能，这是一个利用废热的理想方式，并且我们的技术可以改善这一过程。”

这一新设备基于超材料，它具有天然材料无法比拟的独特性质。科学家们采用超材料，从而以非常高的效率吸收和发射红外波长。通过将其与从微机电系统（MEMS）获得的电子受控运动相结合，研究人员研发了第一个具有红外发射特性的超材料器件，可以根据像素快速改变。

研究人员说，他们的红外发射器可以达到一定范围的强度，并可以以高达110 kHz或每秒100000次以上的速度显示图案。与传统实现可变红外发射的方法不一样，新技术可发射可调的红外能量而没有任何温度变化。该装置可以在室温下使用，而其他方法需要较高的工作温度。虽然天然材料的实验在室温下已经获得成功，但是它们仅限于窄的红外光谱范围。

未来十年对于实现《巴黎协定》气候变化目标至关重要

ENN新闻精粹 2017年4月13日

4月13日，国际应用系统分析研究所(IIASA)的科学家在《自然·通讯》杂志上发表研究称，除了不可预见或具有变革性的技术进步，人为排放需要在未来10年达到峰值以实现《巴黎协定》目标。如果负排放科技在全球范围内仍受到技术或经济的限制而保持不可实现状态，那么到2100年，化石燃料将可能被要求减少到主要能源供应的1/4以下，而其容许消耗率甚至需要降低更多。《巴黎协定》旨在将全球均温较工业化前升高控制在2℃之内，并把升温控制在1.5℃之内。然而实现这一目标的时间和细节有赖于各个国家的共同努力。

“研究显示，为了到2100年实现1.5℃目标，能源和土地使用系统必须在2040年之前实现零温室气体排放”，IIASA生态系统服务和管理项目主任迈克尔·奥贝斯坦纳说。研究者对未来能源发展的四种不同设情景进行了比较。在“可再生能源高增长”情景下，即风能、太阳能和生物能源每年可增长5%左右，净排放量可在2022年达到峰值，然而，在缺乏大量负排放科技的情况下，全球平均气温仍将升高2.5%，从而无法实现《巴黎协定》目标。研究表明，目前化石燃料占全球能源供应的95%，到2100年很可能需要减少到25%以下。与此同时，必须减少如森林砍伐等，这样才能在21世纪末实现累积排放量较正常情况减少42%。

此研究全面考虑了大气中二氧化碳的吸收排放路径。研究者不仅考虑了化石燃料排放，同时还将农业、土地利用、粮食生产、生物能源和自然生态系统的碳吸收也考虑到其中。

未来城市将依靠弹性供需满足城市化需求

ENN新闻精粹 2017年4月5日

智能城市的城市化和概念一直是新兴话题。智能城市这一概念最初是由世界卫生组织提出的。据统计，2015年，城市居民已占到全球人口总数的54%，而据世界卫生组织的预测，到2030年这一数字将增长到60%。

为适应人口增长，城市将面临越来越多的挑战，包括拥挤的交通运输和住房，以及需要可靠地提供足够的能源来满足日益增长的能源需求。

智慧城市因与周围关键基础设施以及技术系统的特殊连接成为非常特别的大型城市，未来必须采取一些措施来满足城市化挑战，比如采用先进的传感器来监控交通，以及智能电网和照明等。这些措施肯定会帮助未来城市，但弹性供给才是满足可持续增长的先决条件，同时，能源效率也在这个弹性过程中发挥关键作用。

旅游、跨国污染等多重威胁影响南极生物多样性

ENN新闻精粹 2017年4月21日

日前，一项特别的国际研究颠覆了一个曾被人们广泛认同的观点，即南极洲和南大洋比全球其他地区的生态形态都要好。

该研究发表在近期出版的《公共科学图书馆·生物学》上，一个由23人组成的跨学科研究团队将南极生物多样性及其管理与世界其他地区进行了比较。研究指出，尽管南极地区在某些领域，比如在入侵物种的管理方面做的相对较好，但在一些领域仍存在大量管理不到位的情况，比如保护区管理和生物资源勘探监管等方面。

康科迪亚大学艺术与科学系政治学教授皮特·司徒特（Peter Stoett）称，他们对入侵物种政策和海洋治理进行了广泛研究，而结果显示，南极面临的情况已经相当严峻。

噪声污染入侵大自然最原始保护区未能幸免

ENN新闻精粹 2017年5月4日

大自然正在失去其自身应有的平静。一项新研究发现，自然界的声音正逐渐被人类活动产生的噪声淹没，连保护区也不例外。科学家从美国保护区中的492个地点共录下超过100万小时的声音，发现在其中2/3的地点，人类活动噪声是背景声音的两倍。有1/5的保护区人类噪声甚至是背景音的10倍。人类活动噪声不仅影响野生动物，让动物难以寻找食物、躲避掠食者，噪声也严重影响人类健康。研究人员在5月4日出版的美国《科学》杂志上发表了这一研究成果。

博尔德市科罗拉多大学生态学家Nathan Kleist，虽然并未参与此项研究工作，但是他表示：这项绘制了全美噪声水平地图的研究是“一个战斗的号令”。Kleist强调，噪声地图可以帮助科学家确定需要保持安静的关键区域，例如濒危物种的重要栖息地。

研究人员同时使用一个计算机模型估计了自然存在于每个站点的环境噪声。然后科学家比较了这两种场景：具有和没有人类噪声的保护区。研究表明，一般来说，越偏远或越受限制的地区，噪声越小。公园和开放空间与城市相邻，因此是最喧闹的。美国各州和联邦土地允许伐木、钻矿和石油及天然气开采，因此也很“吵”。而国家公园和荒野地区明显要安静一些但仍然不安全。在美国所有荒野地区，有12%的地区噪声污染增加了1倍。

额外的噪声产生的危害不仅仅骚扰游客，它减少了人类在大自然中消磨时光带来的好处，例如改善情绪和保持记忆等。而对于植物和动物来说，吵闹可以破坏整个社区。有些植物需要安静的环境以散布种子，而汽车的发动机声却会吓跑啮齿动物，散布种子的工作本该由它们来完成。动物需要安静才能够听到掠食者的声音或与它们的同伴交流：一只鸟的歌声通常能够传递100米，而如果噪声增加了10倍，它的歌声则只能在一个10米半径的范围内传播。

研究显示，全球变暖使海洋遭受毒藻困扰

ENN新闻精粹 2017年4月25日

一项新出版的研究报告显示，自20世纪80年代以来，海洋变暖与毒藻类的扩散有关。

该项研究发表在4月24日的美国国家科学院的线上刊，题目为：《1982年以来的海洋变暖扩大了北大西洋和北太平洋海洋中有毒藻类面积》。该研究明确指出，由气候变化导致的海洋生态恶化的一个恶果就是有毒藻类的扩散和加剧。

纽约州立大学石溪分校海洋与大气科学学院（SoMAS）海洋科学教授克里斯托弗·戈布勒（Christopher Gobler）主导了这项研究。该团队利用高分辨率海洋温度数据结合北大西洋和北太平洋海洋中两种毒性最大的藻类（亚历山大藻和鳍藻）的生长反应进行了研究。研究表明，自1982年以来，这些海洋盆地所在的广大区域范围已经变暖，这些地区的藻类因温度适宜导致繁衍茂盛。

研究者称：有毒或有害的藻类大面积出现并不是一个新现象，尽管此前许多人可能会用赤潮等其他名字来称呼这些现象。毒藻会让人类致病甚至致死，也会让鱼类和其他海洋生物大量死亡，从而进一步损害海洋生态系统。

编译/徐芳 夏威