美国国家科学基金会(NSF)近期研究焦点.pdfVIP

美国国家科学基金会（NSF ）近期研究焦点 美国国家科学基金会（NSF ）于2009年5月向美国国会提交的2010财年预算 报告对NSF地球科学部（GEO ）近期7个方面的研究焦点进行了简要介绍。 1 利用无人机探测亚洲呈变暖趋势的污染源 来自圣地亚哥加利福尼亚大学的一名研究人员发现，南亚上空的“棕色云团” 在区域气候变化中起到了至关重要的作用，认为这些污染颗粒辐射吸收和扩散的 净效应将使全球变冷。 相反，在印度洋上用来测定工业排放物、汽车排放物和生物质燃烧物释放颗 粒物效应的无人机，能提高低空 50 ％的太阳能热量。当污染作用嵌入到一个气 候模型，结果与观测资料非常匹配，尤其是高海拔地区（如快迅升温的喜玛拉雅 山地区）。这一研究表明在世界上污染最严重的地区，污染物的净效应与温室效 应同步。 2 第一张受人类影响的世界海洋地图 首次就人类对于海洋生态系统的影响所进行的全球研究发现，地球上超过 40 ％的海洋受到人类活动的严重影响，NSF 的研究人员通过将捕鱼、污染和航运 等 17 项活动的地图进行叠加，得到了一个受人类影响的海洋综合地图。这些人 类活动也包括人类气候变化的影响，如海洋酸化、紫外线增强和海洋温度变化。 研究人员发现没有一个地区是不受人类活动影响的，除非是相对人少的大地 区，尤其是两极附近。 研究人员也发现不同的生态系统所受的影响也不同，大陆架和珊瑚礁受到的 影响最严重，而开放海域和深水区所受影响目前尚不确定。 3 培养下一代计算机科学家 处理像气候变化这种复杂又现实的问题，我们需要复杂的计算和数据系统， 以及操作这些系统的人员。 目前，美国政府就缺乏受过使用与维护高端计算和数据系统训练的科学家和 工程师。美国国家大气研究中心（NCAR ）和它的计算信息系统实验室正努力研 究这个问题。2007 年，实验室发起了使学生获得处理各种计算科学问题实践经 验的暑期实习计算科学计划。他们将同与中心地球科学任务相关的高端计算系统 一起工作，同时接受计算专家指导。今年有7 名来自科罗拉多州立大学、北卡罗 来纳州立大学和怀俄明州立大学的实习生参加这一计划。 4 学生们通过虚拟探险探测印度洋 2007年，研究者们在R/V Roger Revelle 号船上探测印度洋东经90度海脊，该 1 海脊是唯一一条长2 800英里的火山脊。来自美国和世界各地的学生们利用网络 和视频参加了这一海上研究。学生们积极跟踪探险队，研究打捞岩石的照片，每 周响应一次船载科学家的科学分配，帮助命名必威体育精装版发现的海山。参加人员通过这 次探险得到成长锻炼，并继续由海滨工作转向可行性网络工作。科学家和学生们 在探险中的实时对话是一种扩展教育范例，增加了全国和世界各地的没有参与资 格的团体和学校不同机构的人员参加。 5 强雷暴的增加与气候变化的关系 最近普渡大学的一项研究，用全球高分辨率气候模型检测大尺度气象条件下 美国恶劣天气成因。研究者认为在21世纪后期，由于气候变化，有可能增加强雷 暴的发生天数。气候模型通常不能模拟小雷暴，但能模拟影响强对流暴风雨的大 规模的温度、湿度和风力。假想温室气体增加温度，就会增加有效位能对流，减 少风切，这两个都是强风暴的影响因子。最有可能发生的是夏天，尤其是在美国 南部和东部。 6 风力影响海洋漩涡生物生产力 研究者反复对北大西洋的十个不同漩涡采样，发现当风力与漩涡顺时针旋转 相作用的时候，冷富营养水从水面下膨胀，并不断地将表层水移离漩涡中心。水 面的生物生产力和水面下兴盛的浮游植物群和浮游动物群的结果是相同的。 相反地，风力与漩涡逆时针旋转同向，即使时间很短，生产力也会产生相反 的效果。这些结果指出需要清楚地表述海洋和气候模型中漩涡和风的相互作用。 伍兹霍尔海洋研究所、热尔省大学，百慕大海洋科学中心、维吉尼亚海洋科学研 究所、英国国家海洋学中心、洪堡州立大学、加州大学圣芭芭拉分校和迈阿密大 学都参加了这项研究。 7 临界带的观测资料 科学家认为临界带是指森林冠层顶部到我们人类生存环境的底部。为了解临 界带对气候和陆地使用力量的响应，NSF 在内华达山脉的分水岭、科罗拉多落基 山脉的前缘以及阿巴拉契亚高地建立了观测站。各个站点的管理人员分别是美国 加利福尼亚州立大学、科罗拉多大学博尔德分校以及宾夕法尼亚州立大学。每个 观测站将调查综合的和耦合的地