《科学家们揭示为何飓风屡屡放过美国》

  • 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: 罗维
  • 发布时间:2017-01-17
  • 最近,一篇《Nature》上的文章解释了一个几乎不可能发生的现象——持续阻止飓风登陆的“保护墙”。在大西洋沿岸,存在偏低的海洋温度以及能使风快速改变速度和方向的垂直风切变。研究显示,在上述条件下强飓风会逐渐减速。

    近些年来,人为因素导致的气候变化也使得全球海平面温度有所上升。然而,这种变化并不是均衡地影响每一个地区。大西洋中部的温度急剧上升导致了飓风的形成,而大西洋沿岸的温度还是保持在一个比较低的情况下。大洋中部高的海平面温度将使得该区域飓风数量明显增多,就如同气候变暖对全球降水格局的影响一样。这些飓风大多严重袭击了加勒比海岛们,却让美国毫发无伤(比如2016年的马太飓风)。上一次袭击美国的三级飓风或者保持风速至少在111英里每小时的飓风还是2005年的威尔玛飓风。

    正如美国国家海洋与大气研究中心(NOAA)研究人员,也是此次发表文章作者詹姆斯?科辛所说的,“当大自然母亲在热带形成更多飓风的时候,她也会试图关上它们靠近美国沿岸的那扇门”,靠近美国沿岸的强飓风正是被这道门拒之门外。科辛说,此次最新被揭示的这一现象对美国来说无疑是好事,但可能并非永久性现象。北大西洋的气候十几年就会发生变化,这意味着保护着美国的低海平面温度和垂向风乱流很容易消失。随着全球变暖的进一步加剧对海洋的深入影响,可能会有更多登陆的飓风袭击美国沿岸地区。

    (罗维 编辑)

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  • 《美国科学家揭示作物抗旱的关键分子机制》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:李楠
    • 发布时间:2017-11-28
    • 气候变化会使旱灾频发,威胁农作物的生长。保护农作物的一种潜在方法是通过对作物喷洒某种化合物,来提高作物的抗旱性。目前,伊利诺伊大学(University of Illinois)的研究者们发现了一种使作物减少水分流失的关键分子机理 ,该发现为科学家找到合适的作物抗旱化合物奠定了基础。 面对干旱的气候条件,植物的自然抵御力会增强。它们会产生植物激素——脱落酸(ABA)附着在一种称之为PYL受体的蛋白质上,从而引发一系列反应,最终促使植物叶片上的气孔关闭。伊利诺伊大学(University of Illinois)的研究人员萨拉·沙卡拉(Saurabh Shukla)解释称:“这样一来,植物便可以减少甚至是完全不流失任何水分,从而可以保持水分,延长寿命。”其中最为关键的就是植物激素ABA,但由于ABA稳定性较弱且分子结构比较复杂,所以不能直接喷洒在农田里。不过,沙卡拉指出,“如果我们能够了解这种植物激素的工作机理,就可以设计出一些具备相同机理的分子为我们服务。”科学家如果能找到一种既具备相同机理,又廉价、稳定且环保的激素,那么农民就可以利用它提高农作物的抗旱性。 但是要弄清楚ABA的具体工作机理并非易事。诸如X射线衍射等实验室技术虽然能够记录下ABA附着到PYL受体前后的状态,但却无法捕捉到附着前后的瞬间。因此,沙卡拉和同事们通过使用分子动态模拟器,观察到了ABA是如何落在PYL受体的具体细节。模拟器一帧一帧地显示了ABA是在何处、以何种方式与蛋白质结合,使其改变形状,从而使序列当中的下一个蛋白质被激活,最终促使植物叶片上的气孔关闭的全过程。最后几帧中ABA落到受体上,这与X射线衍射技术所预测的晶体结构完全一致,再次验证了模拟器的准确性。2017年2月11日至15日,在新奥尔良举办的第61届生物物理学学会会议上(the 61st Meeting of the Biophysical Society),该项目的研究团队展示了这项成果。 研究者称他们只模拟了两种特定类型的PYL受体,均是在拟南芥(A. thaliana)中发现的。沙卡拉称,由于绝大多数物种的PYL受体的结构都比较相似,因此他们的研究成果具有广泛的适用性。对于已知晶体结构的PYL受体,它们同ABA结合的蛋白质部分相同,结合处周围的结构也相似,这样的相似性意味绝大多数植物中都有相同的结合机制。 沙卡拉指出,研究者们会继续在其他植物当中验证这种机制,例如,水稻的PYL受体结构是已知的,因此可以去探索水稻中类似ABA的激素。研究者需要进行严密的计算和基因研究来识别这种化合物,他们的目标是不需要依靠基因工程便可以找到一种适用于所有物种的化合物。但是要让这种化合物产品出现在市场上,至少还需要10年的时间。 (编译 李楠)
  • 《科学家揭示洋底高原的形成机制》

    • 来源专题:深海资源开发
    • 编译者:彭皓
    • 发布时间:2023-10-12
    •    近日,中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室林间团队与合作者,在全球第三大洋底高原——西太平洋沙茨基海隆的成因机制研究中取得重要突破,揭示了地幔柱与洋中脊相互作用是其形成的主控因素。相关成果发表于《自然-地球科学》,并同步在该期刊发表成果研究简报。    洋底高原是海底大范围的地形隆起区,是大规模岩浆活动的产物,属于海洋里的大火成岩省,对地球气候演变、生物灭绝等事件具有重要影响。    “长期以来,有关洋底高原的成因机制一直存在争议。”论文共同通讯作者林间表示,其争议主要有两个观点:一是“地幔柱模型”认为洋底高原由起源于地幔深部的高温地幔柱引起的大规模岩浆活动形成;二是“板块模型”则认为洋底高原是由板块扩张诱发的非均一地幔物质上涌减压熔融形成,无需明显温度异常。 西太平洋的沙茨基海隆,位于洋中脊的交汇点,是研究洋底高原成因机制的理想区域。研究人员深入分析地球物理和地球化学数据,并进行定量地球动力学模拟。研究结果表明,只有“地幔柱”与“板块扩张”相互作用才能解释研究区的观测现象。      结合沙茨基海隆的形成过程,研究人员揭示了洋底高原形成的两步曲模式。第一阶段,地幔柱头与周围地幔发生强烈混合,洋中脊处发生大规模岩浆活动,形成如海隆西南端的大塔穆火山。第二阶段,地幔柱尾与周围地幔的混合作用减弱,洋中脊处仍能形成较厚的洋壳,但岩浆成分与深部富集地幔的地球化学特征相似,如海隆东北端的帕帕宁海岭,类似现象在地球上其他热点如冰岛、亚速尔和加拉帕戈斯也被发现。