红树林生态系统是重要的滨海“蓝碳”生态系统，其碳源汇特征和收支是当下我国“碳达峰碳中和”研究的热点。通过收集整理国内外相关研究与数据，系统总结了我国红树林生态系统的碳源汇特征、收支核算方法及现有碳源汇规模。红树林生态系统的碳源汇组分主要包括植被碳库、土壤碳库和大气碳库等。我国现有红树林植被碳汇量为4.0×10⁴~6.1×10⁴ t C/a，土壤碳汇量为4.4×10⁴~9.7×10⁴ t C/a，CH₄总排放量约为1.0×10³ t C/a，生态系统尺度的碳汇量为0.7×10⁵~1.5×10⁵ t C/a；百年尺度上CH₄排放可抵消净生态系统生产力约5%的碳汇效应，横向净碳输出量为0.5×10⁵~1.5×10⁵ t C/a。此外，探讨了红树林碳汇对我国生态系统碳汇总量的贡献及面临的挑战，强调未来需加强红树林保护修复工作，积极开展碳汇监测，并在红树林营造和修复中注意碳汇功能与其他重要生态服务功能的平衡。

地球系统科学是地球科学的转型，为了研究如何将地球科学的转型与中国科学的转型相结合，国家自然科学基金委员会和中国科学院联合开展了相关研究，并出版了《中国地球系统科学2035发展战略》报告，旨在寻找中国地球系统科学突破的重点。提出了3个可能成为突破口的研究方向：\mathrm{①}海洋碳泵的重新认识，\mathrm{②}水循环及其轨道驱动，\mathrm{③}东亚—西太平洋地区的海陆衔接。这些研究方向体现了我国自然环境的特色和已有的科学积累，有望促进中国学派的形成。

近年来以快速暴发为主要特征的骤发干旱（骤旱）在全球范围内频繁发生，给社会经济和生态环境造成了严重影响。通过回顾骤旱形成与演变机制的研究进展，发现骤旱形成的主要原因是高强度降水亏缺，而蒸散发增加使得干旱暴发加速，进而触发骤旱。这些气象要素异常与海温异常模态（如厄尔尼诺—南方涛动、北大西洋三极子、印度洋偶极子等）及其相关的大气环流异常密切相关，同时局地和非局地陆面异常在骤旱暴发与维持过程中的作用也不容忽视。加之气候和下垫面变化协同影响海—陆—气耦合过程，使得骤旱发生发展过程更为复杂，演变趋势存在较大不确定性。因此，未来研究亟须在骤旱暴发与维持的大尺度环流背景以及关键陆面和海洋信号的影响、骤旱—植被相互作用、骤旱演变对环境变化的响应机制等方面取得突破。

沉积源—汇系统研究通过分析物质从源到汇的全过程，旨在揭示地表动态变化、物质循环机制及其对环境变化的响应，有助于我们全面了解沉积物从母岩风化、剥蚀、搬运至最终沉积的复杂过程。传统的源—汇研究多依赖于野外地质观测和实验室分析，这些方法受限于数据的可获取性较差、时空分辨率低和多解性，难以捕捉过程的动态变化和长期、大尺度的系统演化。随着计算机软硬件的飞速发展，数值模拟已成为源—汇研究的重要工具。数值模拟能够弥补传统方法的不足，定量分析沉积物在不同环境条件下的侵蚀、搬运和沉积过程，从而提供更全面、更动态的沉积源—汇系统演化视图。重点介绍5种主流的沉积源—汇系统数值模拟工具：Dionisos、SEDSIM、Landlab、goSPL和Delft3D。这些工具各具特点，适用于不同的研究场景。Dionisos擅长模拟大尺度、长时间跨度的沉积盆地充填过程，但结果趋于平均化，不擅长小尺度的动态变化模拟；SEDSIM基于水动力方程精准模拟沉积过程，结果更符合实际情况，但模拟速度较慢，更多集中于碎屑岩沉积模拟；Landlab提供高度自定义和多过程耦合的模拟能力，适合多种研究需求，但需要用户有较强的编程能力；goSPL能够进行全球尺度的高分辨率源—汇过程模拟，但处理局部地质现象时存在局限，同时对计算资源要求较高；而Delft3D在小尺度精细模拟方面表现优越，广泛应用于海岸、河流和湖泊环境模拟，但对于大尺度模拟存在一定的局限性。未来，随着算力的进一步增强和算法模型的优化，预计将出现更多高精度、多过程耦合的模拟工具。同时，大数据和人工智能技术在源—汇研究中的应用将成为重要趋势，也将更好地助力源—汇模拟，推动该领域的多学科融合和智能化发展。

近20年来土壤团聚体的研究逐渐成为土壤学研究的主要方向，其理论和方法不断推陈出新。通过回顾土壤团聚体形成发育的基本理论沿革，梳理了土壤团聚体粒径分组、组分分析和结构表征的技术沿革，讨论和归纳了土壤团聚体分离制备和生物物理结构解剖分析的技术方法，并凝练了对土壤团聚体系统的本质科学认识。得到的主要认识包括：\mathrm{①}土壤团聚体是土壤中矿物质、有机质和生物质相互作用构成的最小微域构造单元，应赋予功能性土壤颗粒的本质地位；\mathrm{②}土壤中不同层级团聚体的不同微域分布格式是土壤异质性和功能多样性的原由；\mathrm{③}土壤团聚体的最终本质是土壤（生物）动态孔隙系统，不同层级团聚体在总孔度、孔径及其堆砌构造上或者说团聚体—孔隙的偶联构造上具有固有的特征；\mathrm{④}主要可从宏团聚体—微团聚体—（未团聚的）粉黏粒3个层级的组合关系来表征土壤团聚体系统，可用“石榴”模式来理解粉黏粒和微团聚体进一步发育为宏团聚体；\mathrm{⑤}在团聚体分离制备方法中，尽管干筛法和润筛法对于干土样本应用较多，但湿筛法制备的样品更接近于团聚体的自然形成和稳定；\mathrm{⑥}计算机断层扫描孔隙微形貌技术提供了刻画团聚体孔隙系统并与土壤生命过程和生态系统服务相联系的定量化和可视化技术途径。未来需要通过广泛国际合作发展全球土壤团聚体系统的定量化解剖、功能化分析和可视化呈现的通用方法和实验室操作规范，以便从团聚体系统层面解构土壤复杂系统，特别是生物多样性系统，为开发基于团聚体理论的全球土壤管理政策及技术路径提供科学依据和参考。

热带太平洋—印度洋洋际交换（简称洋际交换）主要通过太平洋—印度洋贯穿流实现，包括印尼贯穿流，不仅是印太洋盆间重要的质量、动量和能量通道，也是太平洋和印度洋之间气候异常信号传播的“海洋信号通道”，还是大西洋深层水体进行表层补偿从而使大洋传送带闭合的关键环节，因此在全球海洋和气候系统中占有重要地位。国内外对洋际交换海域环流和气候的研究极其重视，自20世纪90年代以来，来自不同国家的学者开始开展观测研究。我国学者2007年起在洋际交换的主要海峡通道、源区及出流海域开展现场观测，成为国际上洋际交换观测的主要力量。以国内外学者基于这些观测资料取得的科学认识为主线，围绕洋际交换的多尺度变化、跨尺度和跨海盆相互作用，以及对太平洋和印度洋主要气候模态的调制作用4个方面，对其研究现状、主要进展以及亟待解决的关键科学问题进行梳理，同时，对未来5~10年的攻关重点与目标进行了展望。

沉积植物古DNA是分析古植被信息的前沿手段，可以从分子生物学视角为古植被和古环境重建提供更开阔的视野。分析了沉积植物古DNA保存的主要影响因素；概述了沉积植物古DNA分析流程；综述了沉积植物古DNA在重建植物群落动态演变过程、气候与环境变化以及生态演化对人类活动的响应等领域的相关研究进展，沉积植物古DNA分析通过提供快速和高分辨率的古植物物种信息，能够重建植物群落演变过程，定量、半定量重建古气候，并探究人类农牧活动对生态系统的影响。未来的研究中应该构建更加完善的植物物种DNA分类参考数据库，加强沉积植物古DNA分子的埋藏学研究，推广其在第四纪古环境研究中的应用，同时构建多指标记录以获得更完整的古生态信息。沉积植物古DNA将在古植被与气候变化以及人类活动关系研究中发挥更广泛的作用。

随着海洋大数据的快速积累以及人工智能技术的蓬勃发展，新时代的海洋智能预报正展示出更高的精度和轻量化的优势。海洋数据的类型可以根据观测方式划分为点观测数据和场观测数据，这些数据为海洋预报提供了基础支撑。结合海洋动力过程和现象的特点，海洋预报方法可分为3种主要类型：点到点预报、场到点预报和场到场预报。这些预报方式不仅涵盖了多种海洋现象，还适应不同的预报需求。通过案例分析，具体介绍：点到点的海洋内孤立波预报，实现了数据驱动的轻量化快速预报，通过耦合物理特征实现区域预报向全球海域预报的扩展；场到点的厄尔尼诺—南方涛动预报，通过更有效地提取和融合时间和空间信息，提高了厄尔尼诺—南方涛动预测精度，并开展了可解释性分析研究；场到场的中尺度涡旋和海冰等现象的智能预报，通过引入多模态融合方法，实现更精确、更稳定的多参数预报。最后，展望在大数据背景下的海洋智能预报发展方向，通过加强数据驱动方法与物理机制的结合，有望提高预报的精准度和实时性，为海洋环境监测、灾害预警及海洋资源的可持续利用提供技术支持。

冰架崩解对南极质量损失和动力过程有着直接影响，因此研究其变化的空间特征、环境条件和受控因子尤为重要。基于机器学习算法和冰盖动力模式，利用2005—2020年南极冰架崩解遥感数据、冰架表面裂隙数据、冰架支撑值、南极冰架损伤空间分布数据以及表面融化数据，结合机器学习二元分类算法，分析了18种影响冰架动力过程的特征要素的重要性，并测算7种不同机器学习算法的准确性。结果表明，随机森林算法在冰架崩解事件的二元分类中具备最高准确率，其中，冰架表面流速和冰架表面融水对冰架崩解具有较高的影响，表明利用冰架自身动力性质和外部环境影响因子进行冰架崩解的预测具有一定的可行性。后续需进一步耦合动力模式和机器学习算法，并构建相应的数值模式体系，来刻画更高时空分辨率的冰架崩解事件强度和范围。

沙尘气溶胶对气候变化、生态环境和人类生命健康均会产生严重影响，亟待对其进行系统性研究。数值模式是研究沙尘气溶胶的有效工具，能够模拟沙尘的起动、传输、扩散及清除等过程。然而，由于起沙参数化方案的不完整及模式输入场的不确定性，导致数值模式的模拟结果存在较大误差。以此为立足点，论述沙尘气溶胶观测方式、数值模式发展历程、起沙参数化方案进展以及资料同化研究进展。并基于目前的研究现状，分析现阶段利用数值模式进行沙尘气溶胶研究过程中存在的问题，进一步提出未来的发展方向。通过全面回顾沙尘气溶胶数值模拟的研究进程，以期为相关领域研究提供参考和启发。

介绍了国家自然科学基金委员会地球科学部地球科学五处（大气科学学科）2024年度面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目的申请受理、同行通讯评审、会议评审以及2023年底资助成果总结等情况。从项目申请数量来看，2024年度大气科学学科收到以上3类项目申请共计2 312项，相比2023年度增加19.9%。从项目评审结果来看，这3类项目的通讯评审综合评分较2023年度略有降低。在确定重点审议项目时，考虑学科布局，向支撑技术和发展领域2个板块（二级申请代码为D0509~D0515）适度倾斜。在同等条件下，优先女性项目申请人。经过会议评审，大气科学学科共资助以上3类项目423项，顺利完成地球科学部确定的学科资助计划。从结题成果来看，2023年这3类项目共结题337项，论文发表等指标比2022年略有提升。

非洲撒哈拉沙漠作为世界最大的沙漠地区，排放的沙尘占全球沙尘总量的50%~60%，对区域乃至全球气候、环境和生态系统均有重要影响。长期以来，国内外学者研究发现撒哈拉沙尘存在2条主要传输路径：向西跨越北大西洋抵达北美，或向北传输至欧洲大陆。近年来，部分研究发现撒哈拉沙尘还可横跨中东、中亚向东远距离（近10 000 km）跨境输送至东亚地区，这是撒哈拉沙尘的第3条传输路径。因此，主要总结了国内外对撒哈拉沙尘传输至东亚的规律及其影响的研究进展，包括撒哈拉沙尘理化特性、起沙机制、传输机理及气候环境效应等方面；未来需加强研究全球变暖下撒哈拉沙尘跨境东传机制及其气候环境生态效应。

介绍了2024年度集中受理期地理科学学科三大分支学科面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目的申请、受理、评审以及审议与资助情况，总结了2024年度项目申请过程中存在的主要问题，并提出了相应的建议。分析了2023年底结题项目所产出的研究成果，并介绍了部分获资助项目取得的主要研究进展。

青藏高原超常的气候变暖引起亚洲水塔失衡。亚洲水塔失衡伴随着冰川普遍退缩、冰崩以及冰湖溃决等冰冻圈灾害频发，进而冲毁公路、桥梁和村庄，对下游居民生命财产安全和社会经济发展造成严重影响。在第二次青藏高原综合科学考察中，通过实地考察、遥感监测和台站观测等手段，对亚洲水塔冰湖和冰湖溃决进行了广泛深入的研究。发现2020年时亚洲水塔共发育冰湖14 310个，面积1 148.3 km²，其中西藏自治区冰湖7 312个，面积642.6 km²。1990年以来，亚洲水塔冰湖数量和面积增长均超过20%。评估发现，亚洲水塔有1 256个极高危险和高危险冰湖，其中182个冰湖存在溃决的极高风险或高风险。喜马拉雅山东段和藏东南地区是当前亚洲水塔冰湖最为集中、扩张幅度最大、溃决洪水灾害最为严重的区域，也是溃决风险极高冰湖分布最多的区域，为冰湖研究和灾害防控的重点区域。在未来的冰湖研究和预警防控工作中，需要提高对冰湖溃决风险的精准识别，加强冰湖溃决监测预警体系建设，强化布局冰湖溃决洪水的次生灾害和跨境威胁的应对等。

雷暴大风是预报难度较大的强对流天气之一，为了提高对雷暴大风形成机理的认识和预报准确率，对国内外雷暴大风和相关对流系统的形成机理与预报方法的重要成果进行了回顾。简要介绍了世界上雷暴大风的时空分布特征，中国的雷暴大风主要发生在东部地区，华北北部、东北中南部和广东为高发区。概述了产生雷暴大风的母对流系统的组织类型、结构特征以及雷暴大风的形成机制：飑线和弓状回波是产生雷暴大风的主要对流系统之一，且容易产生强雷暴大风；飑线或者弓状回波中的后向入流、γ-中尺度涡旋等系统是产生地面大风的重要结构特征。总结了雷暴大风发生的大气环境条件和预报方法：大气环境的有关热力和动力因子都会影响雷暴大风的产生和强度，但对流活动的强度主要依赖于对流有效位能和垂直风切变的共变关系；数值预报、基于物理理解的方法（配料法）和深度学习/机器学习方法是目前在雷暴大风的短临、短期预报业务中采用的主要方法。最后指出针对我国雷暴大风，在精细的时空分布特征、不同大气环境条件下形成机理和预报方法等方面仍有待进一步研究。

统计分析了国家自然科学基金委员会地球科学部环境地球科学学科2024年度各类项目的申请、受理、评议和资助情况，总结介绍了2023年环境地球科学学科主要学科方向部分结题项目取得的科学研究进展，为后续研究提供启示和参考，对新一年度项目申请具有重要的借鉴意义。

航空业排放和气候变暖是国际社会共同关注的热点问题。航空业通过温室气体排放和高空颗粒物的排放加剧了气候变暖，而气候变暖导致的飞行条件的变化和极端天气也反过来影响了航空业的运营和安全，二者相互作用，形成了复杂的影响循环，对这一领域的研究不仅关乎气候变暖与航空业之间的协调与适应，还具有重要的科学意义。通过大量文献调研探讨了航空业与气候变暖之间相互关系的研究进展和动态，主要包括航空业产生的CO₂和非CO₂排放物对全球气候变暖的贡献以及气候变暖对航空业造成影响（如湍流变化、飞行时间变化、飞机性能下降和极端事件频率增加等）的现象和机制，并对未来的研究进行了展望。通过对这种相互关系的深入理解，有助于推动航空业的可持续发展，并为应对全球气候挑战提供科学依据。

热喀斯特湖作为多年冻土响应气候变暖最显著的冰冻圈地貌之一，其形成演化过程深刻影响着生态环境变化、区域水文循环及生物地球化学过程，并危害冻土工程稳定性。通过综述北半球多年冻土区热喀斯特湖形成演化、水文循环、热量迁移及生态环境效应和工程影响的研究进展，发现在环北极不连续多年冻土区，多数区域的湖塘面积呈减少趋势；在连续多年冻土区，湖塘面积的增加和减少均有发生，而青藏高原区域气候暖湿化导致热喀斯特湖快速形成和扩张。同时，热喀斯特湖演化耦合水文循环过程及产生的热效应会改变周围土壤理化性质，影响高寒生态系统的水热过程，并降低毗邻冻土工程的稳定性。热喀斯特湖发育加速多年冻土碳库分解，释放CO₂、CH₄和N₂O等温室气体，并反馈于气候变化系统。目前，热喀斯特湖“水—热—碳”循环过程及环境效应是国际冻土研究的热点议题之一。未来需综合考虑人类活动及气候变化的协同作用，并基于热喀斯特湖水—热—碳循环耦合过程，发展高精度陆面过程模型，研究变化环境下多年冻土区生态环境演替、水资源变化及碳循环等问题，推动冰冻圈科学发展。

为探究区域尺度极端径流演变及其气候驱动机制，以对气候变化较为敏感的湟水流域为例，搜集流域8个站点日均流量数据，基于Mann-Kendall趋势分析和突变检验等方法定量评估径流极值年际变化特征及其与极端降水、极端高温之间的关联。结果表明：近几十年，以3年为周期，极端高流量指数波动下降而极端低流量指数波动上升，湟水流域径流极端性有所降低；两类指数分别在2000年与2010年发生突变，2000年以前极端高流量指数水平较高而极端低流量指数较低，2010年后二者呈相反状态，2000—2010年处于较低水平。极端径流变化与近几十年流域整体极端降水强度显著上升和极端高温增强有关；具体表现为极端高流量与极端降水正相关，与极端高温负相关；极端低流量与极端高温正相关为主，与极端降水相关性不明显。研究结果可为气候、水资源敏感区域应对气候变化策略及水资源可持续管理做参考。

黄河流域是中国重要的生态文明建设中心，其上中游水循环过程对流域整体水资源变化和分配影响显著。过去40年，黄河上中游夏季降水呈年际变化，与区域上空水汽含量密切相关。相较于1982—2002年，2003—2019年净水汽输入明显增加，局地蒸散发显著减少，大气水汽含量受二者的共同影响，因此没有明显的年代际变化。进一步利用动态降水再循环模型和水汽源地贡献定量分析方法探究水汽来源及其贡献，结果表明黄河上中游的水汽主要来源于外界输入（83.4%）和局地供应（11.4%），其中外界输入的水汽源地分别为亚欧大陆中部地区（32.5%）、青藏高原地区（23.6%）、中国南海—西太平洋地区（12.3%）、南亚—北印度洋地区（10.7%）和北非—西亚地区（4.3%）。各水汽源地子区域水汽贡献的年代际变化与局地蒸发降水差（E-P）的年代际变化一致。与1982—2002年相比，2003—2019年亚欧大陆中部地区、北非—西亚地区和中国南海—西太平洋地区的水汽供应能力增强，水汽贡献呈年代际增加，为黄河上中游提供更多的水汽，是促进黄河上中游降水增加的主要水汽源地。而黄河上中游局地蒸散发呈显著年代际减少，局地水汽供应能力减弱。探究2 m温度、风速、归一化植被指数以及浅层土壤（0~7 cm）湿度对局地蒸散发的影响，结果表明局地蒸散发与2 m温度、风速和归一化植被指数呈负相关，而与浅层土壤湿度呈正相关，其中浅层土壤湿度相关性最高。浅层土壤湿度变干导致黄河上中游大部分地区局地蒸散发显著下降，进而抵消了部分水汽输入的增加，降水主要呈年际变化。

近些年来强制海退砂体作为三角洲—滨岸环境中重要的岩性圈闭储层而备受关注。选取南海北部珠江口盆地惠州地区，基于井震资料和层序地层学标准化原理在下韩江组至珠江组四段上部（T35~T50）地层内建立了高精度地层层序格架，划分出11期强制海退沉积并建立了惠州地区强制海退沉积的识别标志：\mathrm{①}高位体系域与强制海退体系域之间存在泥质分隔带；\mathrm{②}强制海退砂体在沉积倾向上存在不规则的厚度变化；\mathrm{③}强制海退沉积内部存在高角度前积，并且具有顶超型特征；\mathrm{④}存在底突变砂体，同时强制海退沉积的沉积相分析结果显示其属于浪控三角洲中的海滩脊沉积相。由于强制海退沉积具有较好的储层物性，同时容易与高位体系域、低位体系域和海侵体系域之间形成富泥带，有利于岩性圈闭的发育。结合11期强制海退沉积在平面上由北东向南西方向发散的马尾状特征以及已有油气发现的强制海退体系域砂体2（FSST2）和强制海退体系域砂体3（FSST3）沿走向上的厚度变化，认为在多期强制海退沉积的形成过程中存在着北东向南西方向流动的古沿岸流作用。此外强制海退体系域砂体2（FSST2）和强制海退体系域砂体3（FSST3）岩心上的沉积构造分析结果显示，北东区域相对于南西区域存在着较强的潮汐水动力的影响，这可能是因为2期强制海退体系域与古东沙隆起较为接近形成了中间较为狭窄的地形，进而在潮汐作用下形成了往复潮流，相对狭窄的北东区域受到往复潮流的影响较大，而相对开阔的南西区域仍以波浪作用为主，受到往复潮流的影响较小。在强制海退砂体内部主要形成楔状体内部突变尖灭型岩性圈闭和向海方向上倾的渐变尖灭型岩性圈闭2种模式，有利的储层物性以及富泥带的存在导致的砂体尖灭性使其成为了理想的岩性圈闭勘探目标。

经过50余年的持续研发与技术创新，我国风云气象卫星观测系统取得了显著成就，成功发射了21颗卫星，目前8颗在轨稳定运行，构成了包含地球静止轨道、太阳同步极地轨道和倾斜轨道的卫星组网观测体系。通过回顾风云气象卫星及遥感仪器的发展历程和现状，地面系统在数据接收、处理及运行方面的效能，以及应用系统的建设与服务情况，综合分析了风云气象卫星及其地面应用系统的技术能力。通过与全球主要国家在气象卫星组网观测、遥感仪器技术以及地面系统运行能力的对比分析发现，尽管风云气象卫星部分性能指标仍有提升空间，但其已具备完善的轨道布局和遥感仪器配置，且遥感仪器的探测能力已达到国际先进水平。地面系统则建立了高效的数据接收、处理与服务流程，数据预处理技术先进，地理定位精度达到亚像元级，辐射定标精度在可见近红外波段达到3%，红外波段达到0.2 K。此外，风云气象卫星系统已构建了全面完备的大气、陆地、海洋及空间天气定量产品体系，并建立了中国遥感卫星辐射校正场，常态化开展辐射定标与遥感产品真实性检验工作。风云卫星数据在天气分析、气候变化研究、生态环境监测及自然灾害预警等多个领域得到了广泛应用，且应用水平不断提升。未来，风云气象卫星观测系统将朝着构建混合架构空间观测体系、观测要素全域精准感知、星地系统智能高效运行、数据处理融合新兴技术、遥感应用场景深化以及国际合作共享等方向发展。

目前次暴雨量的调控指标在内涵界定、时变性、空间异质性及多目标性等诸多方面存在不足，导致了当前海绵设施建设的主观性和事后评价的滞后性，同时也限制了科学有效快速地推进中国系统化全域海绵城市建设。首先以南宁市竹排冲流域为例，针对上述调控指标问题开展多目标情景的现状下垫面次暴雨径流模拟，分析了该区域次暴雨总量控制率及其对应的海绵设施综合调蓄量的空间异质性。结果表明：研究区次暴雨总量控制率均值为0.500（0.25 a）~0.257（100 a），与南宁市海绵城市建设的75%控制率目标相差甚远。要实现该控制率目标，还需要增加的海绵设施综合调蓄量为200（0.25 a）~950 m³/hm²（100 a）（不含外排）和70（0.25 a）~420 m³/hm²（100 a）（含外排）。最后提出了全域海绵城市建设持续推进的定量指导系统框架“次暴雨总量控制率及调蓄量时空信息图谱”，可综合考虑上述次暴雨量调控指标的诸多问题，全过程定量指导各类海绵设施的多阶段设计、建设和运行效果，为科学有效快速地推进中国系统化全域海绵城市建设提供重要支撑。

2022年夏季长江流域经历了前所未有的高温热浪，引发科学界的广泛关注。受长达1个多月的破纪录高温与干旱影响，此次极端事件对人类、经济和环境造成了严重损害，加剧了粮食不安全的状况，阻碍了可持续发展。全面认识2022年夏季长江流域极端高温，对于理解全球变暖背景下极端事件变化的原因，认识人类活动和自然变率的影响，以及评估可能面临的气候风险都具有重要的科学意义。首先回顾了2022年夏季长江流域极端高温的主要特征、形成机制和原因，以及近3年来对此次极端高温事件的研究进展，发现2022年夏季长江流域高温是一次罕见的极端热事件，该事件主要是由西太平洋副热带高压和南亚高压等环流异常，“三重”La Niña（连续3年发生的La Niña事件）、大西洋和印度洋等海温强迫，以及土壤湿度—气温等陆气反馈等综合作用造成。除了自然变率的贡献，人类活动也是造成此次事件的主要因素。随着全球变暖，此类极端高温事件将会成为常态。最后，讨论了极端高温相关的研究要点、存在问题以及未来可能的发展方向。

青藏高原大气边界层过程和结构特征受该区热力和动力作用的影响显著，利用现有观测资料难以全面系统地揭示青藏高原复杂边界层的形成、发展和演变机制。因此采用数值模拟的手段研究青藏高原大气边界层过程并解释其形成发展的内在机制，已成为一种行之有效的方法。首先综述归纳了常用于大气边界层模拟的数值模式及各模式中广泛采用的边界层参数化方案；其次，介绍了近年来在青藏高原大气边界层数值模拟领域开展的各项工作和成果，包括青藏高原大气边界层高度时空分布特征的模拟研究、青藏高原典型地区（具有大地形和湖泊的地区）大气边界层结构特征及其影响机制的模拟研究、不同边界层参数化方案在青藏高原地区的对比评估以及模式分辨率对模拟效果的影响；最后，总结并提出目前青藏高原大气边界层过程模拟仍存在对大气边界层高度、近地面气象要素等有模拟偏差的问题，针对这些问题就边界层参数化方案的改进、模式分辨率的选取、驱动数据优化和验证数据的选取以及其他物理方案的选择4个方面做出初步展望，以期为未来青藏高原地区大气边界层结构和过程的模拟改进提供新的研究思路。

随着人类活动的不断增加，海洋生态系统正面临着巨大威胁。底栖有孔虫作为海洋环境的指示生物，具有个体小、种类多、生命周期短、多样性高、分布广泛以及对环境变化敏感等特点，在监测海洋环境污染和海洋生态系统变化方面具有重要作用。综述了自然环境因素和人为因素对底栖有孔虫壳体形态、物种丰度、群落组成及多样性的影响，概括了底栖有孔虫作为海洋环境变化指示生物的响应指标，如壳孔密度、孔隙度和壳体Mg/Ca等可以用来指示海洋升温、海洋酸化和低氧等海洋气候变化，底栖有孔虫群落多样性的降低、耐受种丰度的增加以及敏感种丰度的降低常作为海洋环境污染的指示性指标。最后指出了在研究中需要注意的问题及未来研究方向：目前大多数有孔虫研究都采用了不同的技术和方法，缺乏标准化的样品采集、制备、处理和数据分析方法，因此大多数研究结果无法相互比较。此外，底栖有孔虫对环境变化的响应机制尚不明确。因此，未来研究可以通过将基因组学、转录组学和蛋白质组学等手段与物种生态学相互作用整合起来，从基因水平探索底栖有孔虫响应环境变化的遗传学机制，以期为利用底栖有孔虫重建和预测海洋气候变化，以及指示现代海洋环境质量提供理论依据。

首先介绍了2024年度国家自然科学基金委员会地球科学部地球物理学和空间物理学学科科学基金项目评审工作；其次重点分析了各类项目的申请与资助情况：除重点项目外，其余项目均保持增长态势，其中面上项目增幅最大，达到了36.36%；面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目申请人的年龄主要在45岁以下，学历和职称比例与往年大致相同，有6个依托单位的申请量超过了50项；2024年度各类项目资助费用总计达到26 849.5万元。最后，对2023年结题项目情况以及大地测量学、固体地球物理学、应用地球物理学和空间物理学等领域取得的重要研究进展进行了总结。

我国作为世界上最大的发展中国家和基建大国，不仅有着极高的混凝土需求，同时也愈加注重延缓混凝土老化的耐久性和抵抗海水侵蚀的防腐性。古罗马混凝土凝结着古罗马人的智慧，拥有极高的耐久性和防腐性，吸引了各行业学者的广泛研究。通过搜集火山灰源区罗马火成岩省的岩石学信息，并对比古罗马混凝土与海水接触前后的岩石矿物学变化，发现高铝火山灰的使用和次生铝硅酸盐矿物的形成对古罗马混凝土的高耐久性和防腐性有着重要意义。综述了前人对古罗马混凝土的矿物组成、微观结构和高耐久高防腐机制的研究成果，发现古罗马混凝土中添加了生石灰、火山灰和陶瓷器碎片等物质，高铝火山灰与生石灰甚至骨料中的陶瓷碎片等发生反应，形成了一种由水化铝酸钙（C-A-H）、水化硅酸钙（C-S-H）和水合硅铝酸钙（C-A-S-H）组成的结构，能够牢固地胶结骨料。随着时间的推移，这些水合硅铝酸钙结晶形成托贝莫来石和钙十字沸石等矿物，这些特殊矿物不仅具有较高的力学强度，还能在与海水接触过程中吸附有害离子，从而减缓混凝土受到的海水腐蚀。此外，古罗马混凝土的物质组成还使其具有独特的自愈机制，能够自发填补裂隙。作为一种人造岩石，古罗马混凝土在耐久性和防腐性等方面体现了独特的优势，从岩石矿物学的角度对其开展系统研究，可为现代混凝土和其他地质材料的研发提供理论指导。

井壁坍塌压力的预测对钻井安全、降低施工成本以及实现高效钻井等具有关键意义，复杂超深层地质条件下的裂缝发育状况对坍塌压力预测存在较大影响。常规的方法大多基于有限元模拟进行三维地质力学建模，并用于三维坍塌应力预测。尽管该方法精度较高，但需要巨大的算力资源，基于此提出了一种基于地震数据驱动的高效快速的地应力建模方法流程，进而用于三维坍塌压力的预测。首先，结合叠前地震和岩石力学测井的多尺度数据资料，建立融入曲率属性的组合弹簧模型，完成了三维地应力场的高效快速建模，并用于三维井周应力计算；其次，基于最大似然属性，从三维地震数据中获取裂缝发育情况，为研究区提供三维弱面属性参数；最后，将井周应力和裂缝参数带入Mohr-Coulomb准则，进行沿裂缝面滑移的坍塌模型计算，实现了裂缝性地层从一维测井数据到三维工区的坍塌压力预测。并将该方法应用于塔里木工区，结果表明，该模型地应力预测结果与实测数据吻合度较高，达到93.79%；坍塌压力预测结果与地层微电阻率扫描成像解释结果相吻合，验证了该方法预测井壁坍塌事件的可行性。实现了高精度坍塌压力的快速建模，有效地为超深复杂地区的钻井施工提供了地质工程一体化解决方案。

短时强降水是我国最主要的强对流灾害天气之一，易造成城市内涝和山洪、泥石流以及滑坡等次生地质灾害。回顾了近年来我国短时强降水的主要研究进展，并简要对比了美国和欧洲的相关研究成果，涵盖了短时强降水的时空分布特征、大气环流形势和环境条件、雷达回波特征和雨滴谱特征以及地形和城市化对短时强降水的影响及其机制；总结了人工智能在我国短时强降水潜势预报和短时临近预报中的应用。随着全球变暖，短时强降水频次和强度都呈增加趋势，今后需要进一步研究其形成机制和环境条件，提升观测时空分辨率，加强新型观测资料应用，通过融合分析多源且稠密的观测资料，提升高分辨率的快速更新循环同化数值模式预报能力，改进和发展深度学习预报模型和算法，尤其是研发深度学习大模型来提升短时强降水的预报预警能力。

在地表与大气间的物质和能量交换中，湍流发挥着至关重要的作用，它控制着输送给大气的热量，调节着大、中、小尺度运动的动能传递与耗散。当前在近地层中，大气湍流的研究通常被简化为具有均一性的平稳湍流，然而由于下垫面等因素的影响，真实大气中湍流通常会表现出非均一性的非平稳特征。通过对近地层非平稳条件下地气湍流通量的国内外相关研究进行归纳和综述，回顾了近地层非平稳湍流的特征，如间歇性、非对称性和非均一性等。非平稳湍流的出现机理主要为动力因素和热力因素。讨论了湍流时间序列平稳性检验的5种方法，以及目前使用的近地层非平稳湍流通量算法（小波分析法）。发现当前针对非平稳湍流通量的计算还有巨大的进步潜力，其中通过向湍流数据中增加已知非平稳信息从而获取“湍流通量真实值”的方法对后续的非平稳湍流研究提供了新的思路。

为使科研人员更好地了解海洋科学与极地科学（申请代码：D06）领域基金项目申请和资助情况，提升项目申请书和结题报告质量，地球科学部四处分析了2024年度D06各类项目的申请、受理和评审资助概况，梳理提出了基金项目管理过程中发现的问题。总体来看，2024年度面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目申请总量创历史新高，达3 191项，较2023年度增加702项；申报单位数量为409个，较2023年度增加46个。从结题成果来看，2023年底结题项目论文第一标注率有了显著提升，但依然存在研究成果不在资助期内、结题报告撰写不规范等问题。

我国自1958年以来开展了大量人工消雾外场试验和研究工作。阐述了陆地雾和海雾的基本特征，梳理了人工消暖雾和冷雾的主要途径与技术方法。我国雾区分布广泛且季节性差异明显，陆地雾多为辐射雾，海雾分布于沿海多雾区域。消暖雾采用加热、动力、热力动力和播撒吸湿颗粒等方法，消冷雾则有播撒碘化银类成冰剂和播撒致冷剂两类方法。研究分析了不同催化方法的适用性和不确定性，为我国外场人工消雾试验、催化作业及未来发展提供思路和参考。

人类所面临的水资源问题已从起初的局部水资源供给的局域性问题，扩展到目前保护生态系统、应对全球变化、维持地球系统稳定等区域性和全球性问题。水资源开发和土地利用等经济活动与气候变化通过水流再分配、远程耦合和虚拟水流动等机制作用于水循环过程，人类活动对水循环的作用已经超出了流域尺度，成为区域尺度、大陆尺度和全球尺度水循环变化的主要驱动力。行星边界方法评估结果表明，全球蓝水和绿水开发已经接近或超过水行星边界，其引发的地球系统风险正在上升。但是，现行的水资源治理仍停留在以流域为单元、以水为中心的管理方式，越来越难以适应当前水问题的复杂性，水资源治理理念与方式亟需根本性转变。水资源治理既要考虑满足经济社会发展不断增长的用水需要，又要考虑水循环在维持生物圈和地球系统稳定运行中的作用和功能，还要顾及不同国家或地区能够公平地分享由水循环所提供或维持的公共服务。水循环系统韧性以及共有水资源经济学等理念突破了对水循环的传统认识，揭示了水循环在地球系统中的功能性和人类活动影响的跨尺度性的内在特征，正在成为引导水资源治理转型的思维方法。未来水资源治理可能会向着3个方向转型：从蓝水管理转向蓝水绿水管理，从水资源综合管理转向水土资源与生态系统综合管理，从流域综合管理转向多空间尺度综合管理。不同领域学者合作加强水循环基础理论、管控政策和管理机制研究，对于促进水资源治理转型至关重要。

风能与光能在减少温室气体排放、促进能源转型等方面具有无可比拟的优势。但是，陆上风光电站建设占用大量土地资源并改变土地利用类型，且发电设施运行也会改变局地微气候环境与场地生态水文过程，从而深刻影响陆地碳循环过程。因此，明确风光电站对场地碳循环过程的潜在影响对新能源产业可持续发展具有重要意义。通过系统梳理近20年来关于陆上风光电站碳循环特征、影响机制、碳库动态与稳定性等方面的研究成果，发现干旱荒漠环境中的风光电站能够改善场地微气候、促进植被恢复并提高固碳潜力，但其碳库的时空动态存在较大的不确定性。未来需要针对不同生态系统风光电站开展碳循环过程的多尺度长期监测，加强电站内地上—地下碳过程的协同机制研究，揭示陆上风光电站固碳潜力及其时空特征，为国家未来风光能源可持续发展提供科学参考。

夏季极端高温是我国最主要的气象灾害之一，对人们的健康与生命、社会经济的稳定发展以及生态环境的平衡等均造成严重威胁。面向防范和应对高温相关灾害风险的国家重大需求，基于科学新认识张井勇团队自主研发了我国夏季极端高温预测模型系统并开展了实际应用。2018年以来该预测模型系统的实际预测表明，其总体上能够比较准确地预测出我国夏季极端高温的空间分布与异常，展现出稳定而良好的预报效果。2025年5月运用该模型系统开展的预测显示，2025年夏季我国平均高温日数为12.55天，比常年（1991—2020年气候平均态）偏多2.69天，极端高温影响总体明显偏重、灾害风险明显偏高、区域差异性大。长江中下游地区、华南地区、四川盆地、新疆南部、江苏与安徽北部高温日数偏多最为明显。京津平原地区、山东、河南、陕西南部地区、东北少部分地区、甘肃部分地区以及宁夏北部等地极端高温日数明显偏多。最后，针对我国夏季极端高温的防范提出了建议。