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。

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。

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。

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。

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。

为提升土地砾石化监测精度及野外工作效率，推进土地砾石化监测方法创新，以内蒙古荒漠区为研究区域，分别采用熵值TOPSIS和威尔科克森秩和检验方法，开展样方的适宜大小和数量研究，确定内蒙古荒漠区土地砾石化监测最优采样方案。在以100 cm×100 cm样方测量结果作为样地真实值的基础上，进一步选取全新调查区域布设样地，将最大样方扩大至200 cm×200 cm，以增加采样面积和样方数量，优化土地砾石化监测采样方案。两组实验的对比结果表明：①Q25（25 cm×25 cm）规格样方表现出较好的监测适宜性优势，在提高野外工作效率的同时，可以保证测量精度；②不同规格样方适宜数量会随样地最大样方设置尺寸的变化发生明显变化，仅Q25的适宜数量无明显变化，由9个增至10个，表现出较好的稳定性；③利用Q25开展土地砾石化监测工作，得到的砾石覆盖度与单位面积砾石质量监测样方适宜数量结果一致，不仅可以简化土地砾石化监测流程，而且确保了监测数据的可靠性和可比性。

随着气候危机日益严峻，地球气候系统模式作为预估和应对未来气候变化的关键数值模拟工具，其重要性愈发凸显。耦合模式比较计划旨在推动模式发展并深化对地球气候系统的科学认知，已成为国际间模式交流与应用的核心平台。概述了中国参与第六次国际耦合模式比较计划的情况，并统计分析了中国地球气候系统模式在第六次国际耦合模式比较计划相关研究中的被引用情况、研究概况及特点。结果发现，中国模式应用广泛，影响力较大，但缺乏高被引的成果，需要整合资源集中发展代表模式。此外，简要介绍了正在筹备中的第七次国际耦合模式比较计划，并总结了中国在模式发展方面所面临的机遇与挑战。中国模式应用前景广阔，但仍有提升空间，应继续加大研发投入，保持国际竞争力，为继续深度参与全球气候变化治理做好准备。

我国西北地区是全球典型的干旱气候区，社会发展受到水资源的严重约束，但当前对该地区空中云水资源的开发利用却明显不足，研究该地区云水资源的时空变化特征及云降水过程，对于提高该地区云水资源开发利用技术水平具有重要的现实意义。为此，国家自然科学基金区域创新发展联合基金资助的“西北地区空中云水资源多尺度变化特征与云降水过程研究”课题针对此问题开展了深入研究。在分析了西北地区云水资源开发利用重要性的基础上，从多大气环流系统的协同影响、云降水宏微观物理过程的复杂性、沙尘性气溶胶的特殊活化作用、高原边坡地形和大型山脉的特殊作用以及西北地区气候暖湿化对云水资源影响等多个方面深入讨论了西北地区云水资源形成和云降水转化机制的科学问题，并探讨了野外观测试验对解决上述科学问题的重要支撑作用。在此基础上，提出未来应重点关注多尺度环流对西北地区云水资源的协同影响、云水资源对气候暖湿化的响应特征、高山云系的微物理特征、沙尘气溶胶的活化成云特性、云—雨转化机制以及云微物理参数化的发展优化6个重点研究方向，旨在为未来开展西北地区空中云水资源特征与云降水转化机制研究提供科学指导。

人地系统科学作为可持续发展研究的理论基础，能够通过多维视角、综合理念和系统思维为决策者制定可持续发展路径提供科学支撑，在国家经济、社会和生态文明建设中的重要性日益凸显。人地系统可持续发展评估模型与情景分析技术作为重要的研究工具得到了广泛应用和关注，然而当前研究缺乏关于模型与情景分析技术进展与不足的系统梳理。为紧跟国际前沿，促进国内学者对人地系统建模与决策分析的了解和发展，有必要对目前国际上的相关研究进行进一步系统梳理。采用文献分析与定量分析相结合的方法，总结了模型难以同时支持多个可持续发展目标和在社会维度模拟困难的现状，分析了在系统性变化捕捉、尺度转换、跨学科知识整合、不确定性处理以及数据挖掘与新技术利用方面的挑战；同时总结了情景分析的设置方法、一般类型与情景内容，以及在情景内部冲突、跨尺度链接、与决策相联系方面的局限性，研究结果可以为推动国内学者在该领域的创新发展提供重要参考。

泥石流灾害频发且破坏性强，传统监测手段实时性差、误报率高，亟需高效精准的智能检测方法提升预警能力。基于此，提出基于YOLOv8框架的改进模型YOLOv8m-GCSlide，通过集成全局注意力机制特征提取模块（GCNet）强化泥石流动态特征感知，设计滑动损失函数优化分类边界，结合知识蒸馏技术生成轻量化模型YOLOv8n-GCSlide。构建多源视频数据集，采用0.25 s每帧提取策略平衡训练效率，融合数据增强与负样本提升泛化能力。实验表明，改进模型检测精确率达94.6%（较基线+1.2%），召回率88.0%（+0.7%），平均精度95.9%（+2.0%），推理速度244.1 FPS，参数量减少88.1%，性能优于主流轻量模型。实际案例测试中，模型在复杂地形下召回率为82.3%，误报率为4.2%，帧率为240.6 FPS。结果表明，全局注意力机制特征提取模块与损失函数能有效捕捉泥石流运动特征，模型压缩技术兼顾精度与效率，可为地质灾害预警系统提供高精度、低延时的端侧部署技术支持。

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。

植被火燃烧是地球系统的重要干扰因素，会对大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈、土壤圈和人类圈等地表圈层产生重要影响。植被火燃烧烟尘中的各种气体和气溶胶颗粒在影响大气环境的同时还会危害人类健康，极端火灾事件还会造成严重的人员伤亡和经济财产损失。近年来，在全球变暖的影响下极端天气事件频繁发生，植被火灾害发生风险也显著增加。理解现代植被火的所处阶段和发生机制，对未来的植被火变化预测有重要的科学意义，同时对制定火灾管控策略具有重要的实践价值。通过从植被火演化历史和现代植被火燃烧格局2个方面综述中国植被火的研究进展，对现代植被火形势获得了如下基本认识：①从历史记录来看，现代植被火燃烧正处于全新世以来最繁盛时期，且从20世纪末到现在甚至到21世纪中叶整体呈上升趋势；②中国植被火以农田火为主，森林野火为辅，集中发生在春季和秋季，主要分布在东北、西南、华北、华东以及华南等地区，且在人类活动和气候变化的影响下呈现出区域多样化的特点。未来还要加强梳理中国植被火的历史变化细节、阐明现代植被火整体格局，以便更准确地预测未来植被火变化。

海底多年冻土是冰期—间冰期海平面变化过程中陆地多年冻土被海水淹没而形成的，主要分布于北极大陆架区域，其分布范围存在很大的不确定性（面积为1.0×10⁶~2.7×10⁶ km²）。作为地球系统重要的碳库，海底多年冻土储存着大量有机碳和甲烷（CH₄）。在全球变暖的背景下，特别是在北冰洋海水温度升高的背景下，海底多年冻土的快速退化可能导致碳释放风险加剧，进而影响全球碳循环与气候变化。东西伯利亚海底多年冻土区已经观测到了CH₄向大气释放的现象。然而，关于海底多年冻土退化速率、碳库规模、温室气体释放量及其机制的研究仍较为有限。值得注意的是，随着北极地区气候快速变暖、北大西洋暖流的北向扩张和增强引发的北冰洋大西洋化的进程加剧，以及人类活动的持续增加，使得北极海底冻土CH₄加速排放造成的气候风险加大，对未来人类可持续发展的影响将愈发显著。基于此，系统总结了北极海底多年冻土的空间分布特征、退化速率及其碳储量，综述了定点、航测和遥感卫星等方法在海底多年冻土区CH₄监测与排放特征研究中的应用，探讨了CH₄排放的影响因素，强调了北极海底冻土变化特征及其碳循环研究对全球气候变化的重要意义。同时，提出未来研究应结合多种监测方法、加强国际合作、构建综合监测体系，并充分考虑陆地与海洋因素的协同作用，以此深化对北极海底多年冻土区碳循环及其气候效应的理解。

祁连山是青藏高原向北扩展形成的最年轻的山体，研究其抬升扩展对于理解高原的扩展过程和隆升机制以及造山带演化等科学问题具有重要意义。水系演化能够比较快速地响应山地的抬升扩展，在祁连山地区开展水系的发育演化研究是探讨山体抬升扩展过程的重要手段。基于对剥蚀面、河流阶地、风口和古河道等地貌记录以及新生代沉积地层开展的年代学与物源研究，当前祁连山地区水系演化研究取得如下成果与认识：①祁连山东部黄河上游干流的形成演化是在构造抬升或者气候变化的驱动下，河流向上游发生溯源侵蚀和袭夺的水系重组过程；②祁连山北部石羊河与黑河流域、祁连山东部兰州盆地开展的河流阶地研究显示，气候变化与构造抬升分别控制着河流的下切时间（冰期向间冰期过渡期、间冰期）和下切幅度，全新世以来阶地的形成主要受气候变化的控制（暖湿期河流下切）；③河流阶地可靠地记录了祁连山东部黄河重要支流湟水河（流向反转）与大通河（河流袭夺）的演化过程；④祁连山北部榆木山地区与南部乌兰、查查盆地开展的新生代沉积物年代学、物源与古水文研究，较可靠地重建了区域水系演化历史，显示出沉积地层在重建可靠、详细的水系演化过程中潜力巨大。同时，还有诸多亟需解决的问题，开展深入的地貌面与沉积物定年研究，多物源方法融合的物源分析，持续的地貌特征研究，以及数值模拟与仿真模拟研究，将成为今后研究的重点与趋势。

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。

病原微生物和传染病监测预警是防范重大公共卫生危机和生物安全风险的重要前提。然而，大气病原微生物传播的监测预警研究十分匮乏，尚未形成系统研究体系。基于公共卫生安全的战略需求，提出了该领域面临的关键科学问题，系统阐释了气候变化背景下大气病原微生物的环境响应机制、大气病原微生物的监测技术以及传染病预测模型的研究进展。进一步提出了未来亟待突破的关键研究领域，主要包括：阐明大气病原微生物的溯源特征、形成机理、环境演变和传播机制；研发大气病原微生物的高精度实时监测技术，建立生物安全监测网络；构建多学科、多尺度、多模型耦合的大气病原微生物与传染病预测预警系统平台。该研究框架将为防范突发公共卫生危机提供科学决策支持，有效提升生物安全治理能力，为构建人类健康共同体提供科学范式。

海底滑坡多是经过漫长的地质作用，在多种因素共同作用下发生的。部分大型海底滑坡呈现多期次滑动，滑动过程复杂，但目前对多期次海底滑坡的发育特征及形成机理的认识还不够明确，这限制了对其发育模式的科学认知。基于高分辨率二维多道地震资料和钻孔数据，在南海西北陆缘开平凹陷识别出6期海底滑坡形成的块体搬运沉积体，根据区域层序地层格架，发现这些块体搬运沉积体主要分布在下韩江组和粤海组地层中，其中块体搬运沉积体1和块体搬运沉积体2发生于16.3~13.8 Ma，块体搬运沉积体3~6形成于10.4~5.3 Ma。地震剖面解释结果表明，块体搬运沉积体1和块体搬运沉积体2内部地质结构变形程度较大，受后期构造活动改造严重，而块体搬运沉积体3~6可识别出后壁和侧壁等典型滑坡特征。通过计算研究区各期块体搬运沉积体发生时的沉积速率，发现低海平面时期的高沉积速率可能为海底滑坡发生提供了重要的先决条件，沉积物快速堆积会使得孔隙流体无法及时排出，从而导致沉积物保持较高的孔隙压力，可能形成不稳定的软弱层，在区域断层活动与地震的触发下发生了多期大规模海底滑坡。

近年来，在全球气候变化背景下，土壤改良作为提升土壤碳汇能力和优化岩溶作用的关键策略，受到广泛关注。基于文献计量学方法，对1990—2024年中英文期刊发表的相关文献进行计量分析和知识图谱绘制，系统梳理了土壤改良对土壤碳循环的影响和岩溶碳汇调控机制研究的发展趋势和现状。结果表明，1990—2024年WoS和CNKI数据库分别收录相关文献712篇和468篇，文献类型以原创研究论文为主，34年间发文量呈波动上涨趋势，整体分为萌芽期（2005年前）、增长期（2005—2013年）及快速发展期（2013年后）3个阶段，英文期刊发文量高于中文期刊。在主题演进方面，英文文献早期聚焦生物炭固碳机制与温室气体排放规律，逐步转向土壤微生物功能基因与氮磷养分循环的协同增效路径，呈现出由机理解析向应用型微生物—养分耦合调控的转型特征；中文文献则从土壤呼吸、水分及重金属等基础指标监测拓展至土壤团聚体调控、微生物群落优化及改良手段的系统研究，并构建了碳库管理指数评估体系以指导实践。岩溶区低产土壤改良主要集中于改良手段对岩溶作用的影响及其与区域土壤之间的碳平衡关系。进一步讨论了岩溶碳汇与土壤改良的双向耦合关系——高浓度土壤CO₂驱动碳酸盐岩风化，而改良手段通过改善土壤质量等方式进一步提升碳汇效应。为促进岩溶区土壤改良研究，建议建立土壤改良提升岩溶碳汇的计量方法及改良数据库；结合岩溶区土壤富钙偏碱特性，系统评估改良措施对生态修复与农业可持续发展的协同效应，为全球碳中和提供科学支撑。通过土壤改良技术提升土壤碳汇和岩溶碳汇潜力，以应对气候变化，推动岩溶区生态修复与农业可持续发展的深度融合，助力我国“双碳”目标的实现。

地下水依赖植被是干旱区生态系统的重要组成部分，在维持区域生态平衡和支撑生物多样性方面发挥着至关重要的作用，其生态功能高度依赖于地下水特性及其分布。地下水依赖植被的稳定与演变不仅受地下水位及其变化幅度影响，而且与地下水水质密切相关。基于地下水依赖植被研究，评述了植被对地下水依赖关系与识别方法、地下水环境对植被的影响、植被对地下水依赖的适应机制以及植被对地下水环境依赖的稳态转换研究，这不仅为干旱区生态保护与恢复提供了理论基础，也为地下水资源合理开发利用提供了科技支撑。未来研究需重点关注：①植物在物种—种群—群落尺度上对地下水环境变化的响应；②气候变化与人类活动对地下水依赖植被的影响；③创新干旱区地下水依赖植被韧性与稳态转换的研究方法；④确定地下水依赖植被稳定的水环境要素优化组合与突变阈值。

海洋气溶胶是全球最重要的天然源气溶胶之一，不仅对地球辐射平衡和全球气候具有重要影响，更是调控“海洋—大气—气候”系统相互作用的关键要素。有机物作为海洋气溶胶的重要组分，对亚微米气溶胶的贡献可达50%以上。然而对海洋有机气溶胶组成和源汇机制研究的缺乏和了解的不足，直接限制了对海洋气溶胶气候效应的准确评估。通过综述海洋有机气溶胶的研究方法、分布规律、化学组成特征、主要来源和生成机制，为全面认识海洋有机气溶胶的国内外相关研究进展提供了重要资料，并在此基础上提出未来需要重点关注的方向。目前，对海洋有机气溶胶化学组成的解析主要集中在荧光组分和水溶性有机物，而在分子水平上的定性和定量解析存在较大缺失。在高浮游植物活动或强陆源传输影响的海域，海洋有机气溶胶通常呈现高值；不同海域海洋有机气溶胶的来源由海洋飞沫排放或二次生成主导，造成其组分和特性存在显著差异。当前，现场观测资料的不足限制了对海洋有机气溶胶生成过程和调控机制的深入理解，也制约了实验室模拟和模式研究的进一步推进。展望未来，应充分利用现场观测、实验室模拟和模式研究的融合优势，从现象到机制层面，深入理解海洋有机气溶胶的源—汇过程和气候调节作用。

大气重力波对大气水平和垂直结构以及垂直耦合具有显著影响。目前大气重力波的相关研究表明：①卫星适用于中高层大气重力波的观测，雷达在其垂直结构的精细观测方面最具优势，再分析资料则更适合用于全球大气重力波的特征分析。②相较于非地形重力波，地形重力波的垂直波长相对较长，且普遍可以传播至更高高度。③由于激发源相对固定，地形重力波溯源的结果相对准确，而非地形重力波的溯源难度很大，准确率偏低。④采用主流的静力和非静力参数化方案，能在数值模式中比较完整地模拟地形重力波的拖曳作用；采用单波和全局谱技术可以较为准确地模拟非地形重力波东西向的动量通量；但是目前尚不能准确模拟两类大气重力波生成发展的全过程。未来，随着观测技术的提升，会获取更多高质量的观测数据，这将有助于更清晰地了解大气重力波的特征。在此基础上，随着参数化方法的不断优化以及人工智能技术的应用，对两类大气重力波的形成机制将有更深入的认识，从而提升天气和气候模拟预测的准确性。

在全球变暖加速激活极地冰冻圈临界点的背景下，由于观测稀疏、模型局限和认知不足等限制，在理解极地冰冻圈演变状态及预测其趋势时面临巨大挑战。人工智能成为高效挖掘海量极地数据、弥补认知鸿沟的强大工具。中国极地冰冻圈人工智能研究虽起步较晚但发展迅速，在数据驱动建模、特征自动提取以及多源融合等方面展现出巨大潜力，近年来在以下方向取得了重要进展：①海冰预测：开发纯数据驱动深度学习模型（如SICNet和SIPNet），显著提升周至季节尺度海冰密集度预报能力，部分超越传统模型；发展多种方法（如改进U-Net和PMDRnet等）用于海冰类型识别、水道提取及影像分辨率提升。②冰盖水文：应用随机森林（RF）和神经网络（BP）估算冰盖融化和识别表面湖；创新运用改进U-Net高精度自动提取冰盖/冰架水体，克服传统方法的局限。③冰下系统：提出基于变分自编码与无监督聚类的新方法，实现对冰雷达观测数据中冰下湖体的自动识别。④冰裂隙识别：应用改进U-Net及变体（如ResUNet）从合成孔径雷达/光学影像中自动提取冰架裂隙特征。⑤冰层结构与地形：探索深度学习（如EisNet）自动提取冰雷达内部等时层与基岩界面，致力于解决训练标签的人工依赖瓶颈。⑥其他应用：冰盖质量平衡重建（SVM/BPNN）、辐射平衡数据集（RF）、气温反演（RF/DNN）、冰底通道识别、冰川地震分类和GPS插补等。考虑到当前仍面临模型可解释性和物理机制融合不足、标注数据稀缺以及区域泛化能力有限等问题，未来需深化物理约束人工智能模型、发展多模态学习、提升鲁棒性与可解释性，并加强国际合作与数据共享，以精准刻画极地变化，服务全球气候应对与风险评估。

目前处于台风强度预报能力进一步提升的瓶颈期，其中中尺度过程尚不清晰，限制了对台风强度变化的预报能力。总结了台风中尺度波动（涡旋罗斯贝波和台风重力波）的成因和特征，梳理了中尺度波动与台风眼墙、螺旋雨带及其对流强度和（不）对称结构的关系，讨论了这些结构变化对台风强度的影响以及波动特征与台风强度变化之间的统计相关关系。结果表明：①台风非圆形眼墙的形成与螺旋内雨带的外传理论均已由重力波学说发展为涡旋罗斯贝波学说。涡旋罗斯贝波不仅是螺旋外雨带形成机制之一，还能部分解释台风不对称结构和双眼墙的形成过程。涡旋罗斯贝波对台风强度变化的影响机制复杂，在台风的不同区域（内核/外围）、不同高度或不同发展时期（增强/减弱）产生的波动以及不同波动传播方向（切向/径向），均可对台风强度产生不同影响。②台风重力波的波动特征（振幅、波长、周期和出现频次）与台风强度变化具有相关性，有望成为预判台风增强及快速增强的先兆信号，这源于该波动主要由眼墙和螺旋雨带中的对流所激发，并能实现快速垂直传播。③两类中尺度波动均可驱动台风内部动量和热量径向外传，通过波流相互作用改变局地环流场，并增强台风对称性，进而导致台风增强甚至快速增强。最后提出：涡旋罗斯贝波和台风重力波相关机制的解析，是进一步提高台风精细化风雨分布和强度变化的预报预警能力亟须解决的关键问题。

研究生态系统格局与水源涵养服务的关系对促进生态系统管理和保护水源供给具有重要意义。以青藏高原南缘的年楚河流域为研究区，基于InVEST模型、景观生态学理论和Pearson相关系数，探索了年楚河流域2010年、2015年和2020年生态系统格局与水源涵养服务的相关关系。结果表明：①草地占比超过78%，裸地面积稳定但与草地有活跃的双向转移。②2010—2020年，草地的斑块面积占比、平均斑块面积和聚集度指数最高；裸地斑块形状最不规则，森林斑块密度增加，城镇持续扩张。③2010年、2015年和2020年的水源涵养总量分别为2.72亿m³、0.95亿m³和2.47亿m³，草地的贡献率接近80%。④水源涵养量与复合生态系统的斑块密度、边缘密度、斑块形状指数、修正的Simpson多样性指数和修正的Simpson均匀度指数呈正相关，与平均斑块面积和聚集度指数呈负相关；草地的斑块面积占比和平均斑块面积与水源涵养量呈负相关，而冰川的斑块面积占比和平均斑块面积与水源涵养量呈正相关。综上所述，草地主导了年楚河流域的生态系统格局，其破碎化程度与水源涵养服务呈正相关，不同类型的生态系统格局与水源涵养服务之间的关系表现出显著差异，可以为区域生态系统管理和水资源保护提供科学依据。

内孤立波作为大振幅强非线性内波，不仅在海洋混合、物质输运和生态系统演变中起着关键作用，还对水下航行安全和海洋工程等构成潜在威胁。因此，深入研究内孤立波的生成、传播及其影响对于海洋环境、水下航行安全至关重要。作为全球重要的海上贸易交通要道，南海（吕宋海峡）及其周边海上丝绸之路沿线海域，如苏禄海（锡布图海峡）、苏拉威西海、龙目海峡和安达曼海等，存在陡峭的水下海脊以及局地潮流较强，是内孤立波频发的海域。通过对卫星遥感、现场观测、数值模拟及地震海洋学等技术手段在这些海域内孤立波研究中的应用进展进行系统综述，揭示了南海及周边海上丝绸之路沿线内孤立波波动特征、生成机制与传播演变规律的区域差异性，并进一步探讨了未来内孤立波研究中一些亟待解决的科学问题（波—流相互作用、多源地内波相干涉现象）与技术难题（数值预报的优化与智能预报的发展）。

在海洋地球化学领域，钡及其同位素在沉积物中保存率高且同位素分馏稳定，已成为古生产力重建的重要示踪剂。通过整合高精度同位素分析数据，阐述了海洋钡的源和汇，揭示陆源、热液和生物输入的协同驱动作用。研究发现在矿物—流体—熔体分馏体系中，平衡与动力学分馏机制的交互作用是钡同位素分馏的核心驱动力。而区域分馏的差异表明，海洋钡同位素分馏是多因素协同作用的结果，其空间异质性为示踪古海洋环境演变提供了关键依据。未来需结合原位微区技术深化生物—矿物—流体交互机制研究，提升古海洋环境重建精度。

预估未来全球城镇化情景及其对气候变化的影响，将为有效应对气候变化、促进区域及全球可持续发展提供重要的科学依据。为此，国家重点研发计划项目下属课题“全球城镇化趋势及其对气候变化的影响”预估了不同共享社会经济路径下2020—2070年全球城镇化的时空格局，并定量评估和预测了城镇化对区域和全球气候变化的影响，为揭示城镇化对区域和全球多尺度气候变化的影响提供了数据基础。研究成果对于实现全球可持续发展目标和人类命运共同体建设具有重要意义，为绿色城市和健康城市的建设提供了科学依据，也为优化城市形态和缓解城市热岛效应提供了科学参考。

雪面雨洪水致灾机理及演变规律是当今水文学中“最需要解决的”“23个主要待解决的关键科学问题之一”，也是国家防灾减灾的基本需求。在总结雪面雨洪水基本特点的基础上，分析了雪面雨洪水的研究进展及发展动态，发现当前雪面雨洪水界定尚停留在“潜在雪面雨洪水”阶段，且阈值不一，致灾机理不明，导致对洪水演变规律认识不清，缺乏模拟和预报模型，难以精确开展洪水预警及风险防控，亟须提出“真实”雪面雨洪水界定方法，揭示致灾机理，构建模拟及预报模型，在复演典型雪面雨洪灾事件及预报应用示范的基础上，明确区域/流域雪面雨洪水的演变规律、未来可能变化及潜在风险等。

青藏高原热动力强迫作用对亚洲夏季风的形成和变化具有重要影响。然而，由于观测和数值模式本身的局限性，关于青藏高原动力和热力作用影响季风形成的相对重要性仍存在争议。针对相关理论和数值模拟问题，提出了基于位涡理论的青藏高原地表位涡强迫概念，并揭示了其与亚洲夏季风的关系。针对上述研究开展了回顾和总结，发现青藏高原动力、热力强迫影响的相对重要性与试验设计和模式模拟性能本身具有密切联系；青藏高原地表位涡指数可以作为衡量其相对重要性的一个指标；相比于感热通量，表面位涡能够更好地表征夏季高原表面的强迫作用，并可以作为量化指标评估不同数值模拟方案中高原表面强迫的强度和对季风降水的影响；从气候尺度而言，高原表面加热是导致夏季风在陆地上形成的主要因素；而从延伸期预测的角度，高原上空的热力和动力扰动时空尺度如何调控天气尺度波是影响下游降水预测的关键因子。相关理论和数值模拟研究可为进一步深化青藏高原气候动力学的认识提供参考。未来需要加强高原观测，并推动模式物理过程的发展，以进一步提高青藏高原气候数值模拟和预测水平。

沙尘天气起沙过程是构成沙尘气溶胶循环的首要环节，定量和完整描述起沙过程是实现沙尘气溶胶准确模拟和预测的基础。起沙过程具有较强的非平稳性和非均匀性，存在间歇性特征，也称间歇性起沙，如何准确刻画间歇性起沙过程是当前沙尘研究中一项前沿科学难题。基于国内外近20年起沙过程的外场观测、风洞试验和数值模拟研究成果，回顾了间歇性起沙观测技术的发展及其发生条件和识别方法，总结了间歇性起沙的通量变化特征及边界层湍流结构和动力热力过程的作用机理，梳理了不同起沙机制条件下起沙参数化方案的发展及间歇性大气边界层和沙尘天气综合过程的表征，并针对目前研究中存在的问题和今后可能的发展方向提出建议：未来亟需开展大气边界层和沙尘天气综合野外观测试验，完善间歇性起沙识别方法，尤其关注湍流热力作用，发展间歇性起沙参数化方案并开展精细校验和评估。

连续航迹数据应用和航空流微时空分析技术的发展，为解决空中廊道航空流运行全过程检测和经济效果度量等一些关键问题创造了条件。首先，研究给出了一个包括时间变化与空间状态、内部构成关系与外部连接关系在内的空中廊道航空流运行性能评估框架。其次，基于延误航迹数据并以时间延误成本为反馈变量，采用延误次数、延误时长、延误发生域面和延误倾向指数系列指示指标，比较了中国和美国主要空中廊道航空流运行性能。结果表明，中国空中廊道航空流运行制约主要发生在空中维持阶段，因延误航迹簇局限引发共享航段欧氏距离加长和飞行路径活动范围变窄，致使飞行路径刚性/不可变性加强以及多路径选择机会减少，其过流能力受限极易造成延误密集区段后延并形成下游延误传染，还导致终端延误累积。研究结果将对改善空中廊道基础设施建设和提高空域资源利用率以及推进空域配置改革发挥一定作用。

分析了2025年度海洋科学与极地科学（申请代码D06）学科集中受理期各类项目的申请、受理和评审资助概况，归纳总结了2024年度结题项目所取得的研究进展和成果标注情况，并梳理提出了项目管理过程中发现的问题。从申请项目来看，2025年度面上项目、青年科学基金项目（C类）和地区科学基金项目申请量继续增长，共3 528项，较2024年度增加337项；申请单位数量为467家，较2024年度增加58家。从结题项目来看，2024年底结题项目报告撰写的规范程度相比往年有所提高，但部分项目依然存在成果发表内容与立项时研究内容不符、对主要成果凝练不足等问题。

三环萜烷系列化合物的相对丰度对揭示有机质来源、沉积环境和热演化程度等具有重要意义。常规煤系烃源岩三环萜烷含量通常偏低，然而在鄂尔多斯和塔里木盆地煤系烃源岩中却检测到了异常高丰度的三环萜烷（相对于藿烷），因此深入探讨其分布模式、组成特征及成因机制具有重要意义。采用常规地球化学分析方法和色谱—质谱技术，对鄂尔多斯和塔里木盆地的30个煤系烃源岩样品的分子地球化学特征进行了详细剖析。研究表明，煤系烃源岩中三环萜烷呈现2种不同的丰度模式：低丰度三环萜烷（∑TT/C₃₀H<2）和高丰度三环萜烷（∑TT/C₃₀H>2）。低丰度三环萜烷样品表现为C_19-21TT下降型分布模式，形成于淡水偏氧化环境，生烃母质以高等植物为主，热演化程度为低成熟；高丰度三环萜烷样品则以C₂₃TT或C₂₁TT为主峰，形成于咸化、富硫的沉积环境，生烃母质主要为细菌及低等水生生物，热演化程度达到成熟—高熟阶段。通过成熟度、沉积环境及母质输入相关参数，与∑TT/C₃₀H值的相关性分析发现，表征沉积环境和生烃母质的参数与∑TT/C₃₀H值的相关性更为显著。在偏咸化、高硫含量的成煤环境及生烃母质中，高等植物经微生物改造生成的次生产物输入的增加是煤系烃源岩抽提物中高丰度三环萜烷形成的主要控制因素，而成熟度则为次要影响因素。对煤系烃源岩中高丰度三环萜烷的组成特征及成因机制的研究，可为煤系油气勘探与评价提供重要的指示意义。

冰椎不仅是高寒冻土区特有的一种水文地貌景观，通过在冬季冻结并储存大量基流而形成固体水库，还为冷生鱼类等提供越冬地，其形成与演化也会对冻土区的道路、桥梁、隧道和涵洞等构筑物的安全运营产生影响。实地勘查与遥感观测均揭示，冰椎在全球变暖背景下正经历以面积萎缩、融化提前和多年生冰体破碎化等为表征的退化，但关于其形成与演化机制及其对高寒冻土区生态水文过程的影响尚不明晰。通过整合相关文献，系统回顾了冰椎的分布与影响因素、从野外勘查到遥感技术与地球物理探测相结合的研究方法的演进及其水文、生态与灾害效应，并对未来研究方向进行了展望。当前河冰椎研究的重点正从北极亚北极宽阔河道向地形复杂的高亚洲等研究薄弱区拓展，未来应融合多源数据与人工智能技术，加强对其从平面分布到三维冰体特征的定量反演与动态预测，通过深化认识其形成与演化机制，发展适用于寒区水资源管理和灾害防治的预测模型，量化冰椎退化对冻土地貌和水文生态系统的影响，以促进高寒冻土区可持续发展。

在全球变暖背景下，青藏高原不仅经历了显著的“高原放大效应”，还表现出强烈的季节不对称性变暖特征，即冬季变暖显著强于其他季节，夏季变暖最弱。已有研究表明，青藏高原近地表变暖具有放大性、季节不对称性和海拔依赖型等典型特征，这一现象由局地过程和大气环流共同驱动。梳理了如积雪—反照率反馈、水汽和云—辐射反馈等主要局地过程，以及冰冻圈变化（如北极海冰减少）和欧亚气溶胶格局变化等因素，分析了这些过程与因素通过调控季节性环流异常，对高原变暖产生的潜在影响。近年来，基于观测、再分析数据与数值模拟的研究不断揭示其机制复杂性，但在数据不确定性、量化方法以及远程强迫机制链条等方面仍存在明显不足。未来研究需在提升高原数据质量、改进机制量化方法、揭示多圈层过程耦合与遥相关路径方面取得突破，以深化对青藏高原季节不对称性变暖的认识。

在全球变化背景下，盐沼前缘陡坎的侵蚀加剧了海岸生境的退化，其形成与演化机制是地球科学领域的重要科学问题之一。系统回顾了国内外研究：①归纳分析了水文动力、沉积底质和生物作用等因素及其耦合作用对盐沼前缘陡坎形成与演化过程的影响；②介绍了关于盐沼前缘陡坎“差异性沉积波动”“自组织”“淤进—蚀退循环”等经典概念框架，探讨了主要概念框架的区别与联系；③结合生物—动力—地貌学科交叉研究发展趋势，回顾了主流数学模型的发展，并比较了不同模型的适应性与局限性；④讨论了盐沼形成与演化过程中多因素在不同时空尺度上的耦合作用和多尺度综合机制。研究结果表明，盐沼前缘陡坎的形成与演化机制具有多源性与综合性，而生物作用通过多重机制影响盐沼前缘陡坎的稳定性。未来研究应着力于厘清生物生长发育过程与动力地貌过程的互馈作用、加强多尺度多源数据融合、构建高精度三维生物—动力—地貌多过程耦合模型等方面，从多学科视角进一步揭示盐沼前缘陡坎的形成与演化机制。

陆面是地球系统的重要组成部分。陆面通过能量、水分和碳氮循环等过程，与大气相互耦合和相互作用，对天气和气候系统产生重要影响。陆面过程的数值模拟和预报研究是当前国际学术界的热点之一。然而，目前陆面过程的数值模拟和预报研究仍存在较大的不确定性。评估目前陆面过程的数值模拟和预报的不确定性程度，探寻其不确定性来源，并研究减少这种不确定性的方法和途径，均属于陆面过程可预报性的研究范畴。从气候变化和模式物理过程角度，回顾了目前陆面过程可预报性研究的3个问题：一是气候变化和模式物理过程不确定性，对陆面过程数值模拟和预测不确定性的影响程度；二是导致上述不确定性的关键物理过程；三是如何利用目标观测和集合预报提高陆面过程的数值模拟能力和预测技巧。最后，针对如何提高陆面过程的数值模拟能力和预测技巧进行了展望，包括如何对敏感的物理参数进行加强观测，以及集合预报技术的进一步拓展。

草本植物烃类化合物对评估高海拔寒冷干旱地区生态及环境变化具有重要意义。通过有机地球化学方法，对天山高寒旱地区草本植物短叶羊茅（Festuca brachyphylla Schult. & Schult. f.）中烷烃和烯烃进行了分析。结果表明，高寒旱区短叶羊茅中烷烃分布范围为C₁₆~C₂₉，平均碳链长度为17.91~24.49，主峰碳主要为C₁₆、C₁₈和C₂₉。烯烃分布范围为C₁₆~C₃₁，多数以C₁₈或C₂₀为主峰碳，平均碳链长度为22.19~26.23，呈双峰型分布。烷烃和烯烃同时展现出整体低碳数组分（烷烃碳数≤23；烯烃碳数<27）相对含量高，在低碳数组分中偶碳优势和在高碳数组分中奇碳优势明显的特征。通过对比湿热和干旱等环境发现，天山高寒旱区短叶羊茅具有低碳数烷烃和烯烃组分含量高、平均碳链长度值小、奇偶优势在高低碳数烷烃和烯烃组分中分化的独特地球化学特征。同时，烯烃的平均碳链长度受到水源补给条件影响，水源条件好的短叶羊茅中烯烃值较大；短叶羊茅中烷烃与烯烃的平均碳链长度具有较为密切的正相关性。研究结果可为理解高寒旱区草本植物的生态适应机制，以及评估环境变化对生态系统影响提供重要参考。

底栖有孔虫分布广泛、个体小、数量大、物种多样性高、生命周期短，在海洋沉积物中具有良好的保存潜力、并对环境变化具有较高的敏感性，是一种优良的海洋环境质量指示生物。传统的底栖有孔虫监测主要以形态学为主，该方法不仅费时费力，且难以发现一些个体小、丰度低的物种。基于DNA测序的调查方法以其高效、高灵敏度、环境友好等优势，为底栖有孔虫物种鉴定和群落多样性评估提供了新思路。综述了DNA测序技术在底栖有孔虫物种鉴定及分类、群落结构及多样性调查以及大型底栖有孔虫共生体研究等领域的研究进展；指出DNA测序技术在底栖有孔虫监测应用中存在缺乏标准化操作流程、参考数据库不完善、无法绝对定量底栖有孔虫丰度以及高估群落多样性等技术局限性。针对以上局限提出优化建议：制定一套规范统一的操作方案与流程、建立开放共享的底栖有孔虫参考数据库、与荧光定量PCR和eRNA测序技术结合等；未来还应加强基因测序技术的研发和创新，以充分挖掘DNA测序技术在底栖有孔虫监测中的应用潜力。

研究玉龙雪山冰尘的理化特征及其微观形貌，不仅可以揭示区域内冰尘的形成机理、来源和影响因素等，更为进一步理解影响冰川消融的机制提供了科学依据。以2023年8~9月在玉龙雪山冰川区消融冰表面采集的冰尘样品为研究载体，分析了冰尘的理化特征和形成机制，讨论了冰尘对冰川融化和冰川区碳循环的潜在影响。通过对冰尘样品进行粒度测试，对总有机碳和微观形貌进行分析，发现冰尘中矿物颗粒体积粒径分布众数介于2~28 μm，分布结构较为单一，主要源于粉尘沉降和局地岩石风化；雪冰样品中冰尘的总有机碳含量相对较高，且冰尘总有机碳含量随海拔降低而增加（采样点海拔范围在4 500~4 700 m），表明夏季冰川强烈消融对溶解性有机物质的输送和空间分布存在显著影响；冰尘微观形貌主要表现为致密泥质结构，无机物质和有机物质外观特征明显，内部存在不均匀且形态复杂的孔隙，分形维数较高，介于1.600 8~1.845 6，同时冰尘能谱分析检出了丰富的C、Si、O和Al等元素，表明冰尘中富含碳酸盐、硅酸盐和有机质等物质，这与冰川消融密切相关。研究结果有利于与其他冰川相关研究进行对比分析，对研究其他冰川冰尘理化特征及微观形貌具有指导意义。