《北极和南极海冰:它们有什么不同?–气候变化:地球的生命迹象》

  • 来源专题:大气污染防治
  • 编译者: APC
  • 发布时间:2019-04-12
  • 美国宇航局戈达德太空飞行中心,我们经常收到读者关于北极和南极的地球海冰以及这些地区之间的差异的问题。在过去的50年里,北极海冰已经减少,而南极海冰已经增加,然后又减少。他们为什么表现不同?它们是如何不同的。北极和南极洲的主要区别在于地理位置。北极是一个海洋,由一层薄薄的常年海冰覆盖,周围是陆地。(多年生指的是最古老和最厚的海冰。)另一方面,南极洲是一个大陆,被一个非常厚的冰盖覆盖,被一圈海冰和南大洋包围。北冰洋非常深,与周围的气候系统紧密相连,使它比南极洲对气候变化更为敏感。在人类在北极探险的几个世纪里,海冰常年覆盖着北冰洋,直到最近几十年。但卫星观测表明,自1979年以来,北极海冰的范围、厚度和体积一直在下降。1北极海冰的平均范围是自1850年以来的最低水平。在夏季融化的季节,海冰的边缘向北极退去,只在北极的冬天重新生长。由于人类活动推动的持续变暖,夏季海冰减少的趋势(从7月到9月,接着是冬季的重新增长)继续存在。最近的研究表明,北极海冰的损失与人类在所有月份燃烧化石燃料之间存在着联系。2与人类活动有关的气溶胶(悬浮在大气中的微小颗粒)抵消了北极海冰范围损失的一些趋势;气溶胶污染的减少可能会导致海冰的损失加速。3.海冰边缘的冰损失导致风在北极海冰下推动温暖的海水,增加了北冰洋储存的热量4,并为进一步的海冰损失提供了启动条件。图中显示了北极海冰的范围。南极海冰。南极洲的海冰在冬季膨胀,到了夏天才大幅度融化回到大陆的边缘。南极海冰面积目前低于1979年以来几十年的长期平均水平。此前,由于长期、大规模的风环流模式,导致南极海冰的范围超过长期平均值5,使得更多的海冰形成更靠近大陆的空间。6气候模型,或包含影响地球气候的所有因素的计算机模拟,预测到这种行为。7这些长期的风模式几年前逆转了,导致南极洲周围的海冰明显减少

相关报告
  • 《气候变化导致北极海冰消失的生态学效应》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:zhoubz
    • 发布时间:2017-02-16
    • 每年北极的海冰覆盖面积会在夏季结束时9月达到最低点,随后逐步回升。但去年北极进入秋季时,本应回升的海冰面积却远不及往年,这是因为环绕北极的气流减弱,本该被“圈”住的冷空气南流到了西伯利亚,而暖气流入侵北极,造成气温异常,甚至一度升温20摄氏度,进一步影响海冰面积。研究人员表示这是气候变化重塑北极的鲜明例子,并担心至2030年,北极进入夏天最高温时,所有海冰都可能消失,这将彻底改变北极生态系统,破坏北极生物群落。 研究人员也在根据北极海冰变化的情况,了解北方居民的养殖以及北极区域动物所面临的风险。对北极动物来讲,生存问题已经非常严重,北极熊狩猎、繁殖均将遭遇严重考验。海冰继续衰减,将导致未来北极熊数量减少30%。但研究人员表示,如果未来能够扭转目前的温室气体排放情况,那么海冰有可能重新再生长。目前是北极海冰衰落的时期,人们必须要为了海冰面积快速回升做出响应。 北极海冰衰退将直接影响北极400万居民,如美国阿拉斯加州的许多人将被迫迁移,格陵兰岛的居民将很难再冰面行走,西伯利亚的居民无法再保障饲养的驯鹿等。事实上,北极冰对全球气候都有巨大的影响,海冰可以反射阳光防止北冰洋吸收热量,格陵兰大的冰川阻止海平面上升有巨大贡献。如果海冰持续消退,北极生态系统无疑将遭受最大打击,大量海象在楚科奇海海岸上岸就是鲜明的例子,生命周期与海冰相关的物种将遭遇严重挑战。 目前距离“北极夏季无冰”还有多远?没人能给出准确答案。不管从政治层面还是技术层面,保住北冰洋夏季的海冰都不会简单。石油天然气巨头们早已对海冰之下的资源虎视眈眈,更容易进入的北极也意味着渔业、旅游业的可能性和更好看的经济数据。新上任的美国总统特朗普对于气候变化的质疑让去年生效的《巴黎气候协议》变数横生,而让海冰重新“结”回来所需要的全球减排力度,却远在巴黎协定之上。即便人来努力减排使北极海冰回来,但其如何工作尚属未知。 (鲁景亮 编译)
  • 《Nature Genetics:有什么基因,结什么果实》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:zhangyi8606
    • 发布时间:2020-11-12
    • 番茄的驯化和随后的密集育种对果实成熟及其伴随的无数代谢过程产生了重大影响。最终,现代番茄品种表现出一系列典型果实特征,包括质地,大小,香气,色素沉着和风味。同时,通过育种的不断选择也令遗传多样性降低,减少了一些重要的果实品质,例如植物在干旱胁迫下的抵抗力,或对各种病原体的抵抗力。 在一项最新研究中,科学家们利用先进的遗传工具,以及多峰分子和表型分析(multimodal molecular and phenotype profiling)等技术,对番茄果实进行了QTL分析。 研究对象包括耶路撒冷希伯来大学的Dani Zamir教授实验室开发的580个渐渗杂交系。在现代番茄栽培品种M82的背景下,每条品系均携带野生番茄的小片段。 魏茨曼科学研究所的Asaph Aharoni教授团队对整个种群进行了多峰分析,包括在不同发育阶段的RNA测序,基于质谱的代谢组学和病原体敏感性测定。由此产生的海量数据资源通过多层次的QTL分析,最后得出了基因序列变异,基因表达和代谢产物水平的定量变化以及复杂的表型性状的变化之间的关联。 相关研究成果公布在Nature Genetics杂志上。 从数百种确定的关联中,团队选择了一些有趣的候选变化。 Szymanski博士说:“我们着眼于半夏葡萄球菌基因对人类营养相关的次生代谢产物和果实对病原体的抵抗力的影响,这是野生和驯化番茄物种中两个非常不同的生化特征。” 研究小组确定并表征了途径中的酶促步骤,其中绿色番茄果实中存在的基本抗营养和防御生物碱α-番茄碱在果实成熟期间被转化为七叶皂甙和番茄红素甙。 “这种化学变化可能对于减少α-番茄碱提供的苦味和/或应对防御性果实代谢产物的暂时需求很重要。” 此外,研究人员描绘了与促进健康的类黄酮在果实皮肤组织中积累有关的基因座和基因。他们观察到基因表达和代谢的变化(例如防御代谢产物的积累)也影响了复杂的表型,包括病原体抗性。 “在我们的研究中,我们观察到果实对普通真菌病原体灰葡萄孢的抵抗力增加反映在多个水平的细胞复杂性上-基因序列的变化,基因表达,特定代谢产物的积累。这些元素揭示了导致变化的机制。 研究中生成的大型数据集是这一领域的独特资源。 “尽管我们只能深度表征少数候选基因和代谢物,但该数据集可能会挖掘数十个(甚至数百个)候选物,并且可以与相同渗入系的大量已发表的表型学数据整合在一起”。 为了全面了解果实的新陈代谢以及人类选择对果实的正负性状影响,探索从野生到栽培的轨迹是必不可少的。 “我们预计通过这项研究推断出的基因型-表型关联将对当前的分子育种工作将会带来重大贡献。”