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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

矿物变形与滑移系的明确限定，对深入解析矿物响应外界应力和温度的内在机制及其流变弱化过程具有重要意义。随着科技的快速发展及其在地质学领域的深度融合，为精细厘定解析构造变形行为及其机理提供了契机。以典型的天然变形矿物，如石英与角闪石为例，通过显微构造分析，并结合利用场发射扫描电镜搭载的电子背散射衍射探头探测的海量矿物晶格优选取向数据进行综合分析。基于显微构造特征、电子背散射衍射mapping数据、位错几何结构类型及其属性，详细阐述了颗粒边界迹线与取向差（轴）分析方法，并揭示出石英和角闪石残斑在塑性变形过程中，在亚颗粒旋转重结晶机制支配下，石英主要通过｛m｝<a>滑移系、角闪石通过多滑移系进行应变调节并实现细粒化过程。因此，电子背散射衍射颗粒边界迹线与取向差轴分析方法结合显微构造特征，不仅能获得矿物变形精细的显微地质过程信息，还可以很好地阐释从单颗粒内部到颗粒（或基质）之间的取向演变规律，并有效地限定矿物变形过程中的主导滑移系及其与之相关的变形环境，在显微构造分析中具有重要的地质意义。

碳中和是应对全球气候变化的重要手段，而负排放技术是实现碳中和目标的关键一环。海洋作为地球上最大的活跃碳库，在负排放技术开发中有着巨大潜力，为实现碳中和目标提供了重要支撑。其中，海水碱度提升技术被认为是一种高效且兼具生态效益的负排放技术，即通过人为投加碱性物质提高表层海水碱度，在促进海洋吸收CO₂的同时，缓解海洋酸化。基于海洋碳酸盐平衡体系等理论基础，概述了海水碱度提升技术的基本原理，并结合国内外研究进展，总结了不同尺度的研究。从多维度对比评估了该技术的碳汇潜力和成本，指出其在实施路径、生态影响评估和公众接受度等方面的挑战。结合海水碱度提升技术特点和我国沿海地区实际情况，提出了耦合污水处理厂基础设施和海岸带工程等的协同实施路径，为推动海水碱度提升技术的工程应用提供创新思路，进一步丰富了发展海洋蓝色碳汇的科学内涵和路径。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

利用山地地形条件，可以对气溶胶—云—降水开展连续的梯度观测，获取云内垂直方向上气溶胶—云—降水分布特征，因此山地云雾观测是研究云降水形成机制的有效观测手段。梳理了近1个世纪以来山地云雾观测技术发展状况，总结了国内外的山地云雾观测研究成果。云滴采样技术经历了碰撞采样法、激光散射法和云粒子成像技术3个阶段。激光散射技术由于其稳定的观测性能是目前主要的直接观测手段，云粒子全息成像技术由于其保持了云雾真实环境和粒子形态特征等优势而受到关注和发展。欧洲是国际上较早开展山地气象观测的地区；我国从20世纪50年代开始山地云雾观测，由此开启了我国云降水物理研究的进程。发展至今，我国山地云物理观测站已涵盖我国的几个主要典型气候带，获取了气溶胶、云凝结核、大气冰核以及多类云的微物理特征，提高了对暖云和混合云形成机制的认知。对比国内外观测结果表明：在云物理特征方面，云滴数浓度主要范围为106~500 cm^-3，液态水含量主要范围为0.01~0.3 g/m³，云滴数浓度和液态水含量随观测海拔高度略有增加。在不同季风天气影响下，虽然我国庐山和印度西高止山云物理观测站具有相近的观测高度，但庐山观测的平均云滴数浓度和液态水含量比印度西高止山低45 cm^-3和0.05 g/m³。因此云微物理参数同时受到观测海拔高度和不同地域气候特征的影响。从机理研究上，由于欧美山地观测站海拔较高，重点围绕大气冰核和混合云特征，揭示了影响凇附和贝吉隆过程的影响因子（如过冷云滴、上升速度）的作用，以及山地特有的吹雪微物理机制。暖云的山地观测验证了碰并、湍流和夹卷等过程，尤其中尺度云滴和第二峰值对降水形成有重要作用，山地常见的毛毛雨与凝结核、弱上升气流、湍流以及高湿环境密切相关。我国云物理观测站接近边界层顶及以下位置，早期山地云雾观测获取了对暖云微物理和环境参量的起伏特征，尤其促进了对中尺度云滴产生尤为重要的碰并过程，因此对暖云起伏理论的发展作出了突出贡献。最后，对山地云雾观测研究提出了展望和建议。

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。

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。

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。

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。

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。

科学评估海湾养殖区的溶存甲烷（CH₄）和海—气扩散通量分布对于认识渔业养殖活动对大气CH₄的区域性贡献具有重要意义。基于2023年4个季度现场考察，研究了福建省典型养殖海湾——三沙湾各季度、不同养殖区域表层海水的溶存CH₄浓度、海—气扩散通量分布特征及影响因素，评估了海湾渔业养殖活动对大气CH₄浓度变化的贡献。结果表明，海湾表层水体溶存CH₄浓度为9.91~609.22 nmol/L，海—气扩散通量为3.46~1 188.15 μmol/（m²·d），CH₄海—气扩散通量表现为夏季>秋季>春季>冬季。三沙湾内溶存CH₄浓度及海—气扩散通量空间分布趋势一致，总体呈现由河口向湾口降低的趋势，CH₄高值区域出现在养殖活动频繁的河口养殖区站位，其次为中部养殖区和东部养殖区，湾口养殖区为监测最低值区域。对三沙湾养殖区域的表层海水溶存CH₄浓度、海—气扩散通量的时空分布特征及环境因素相关性分析表明，渔业养殖活动及陆源径流输入共同调控着海湾内CH₄的时空分布格局。大型藻类养殖期间，养殖区域水体溶存CH₄浓度、通量低于非大型藻类养殖期；夏季是CH₄释放的高峰，这与鱼类养殖活动增多和丰水期径流输入密切相关。养殖海域的溶存CH₄浓度及海—气扩散通量研究可为养殖业CH₄控制减排提供科学支撑。

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。

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。

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。

为了更好地了解地质学领域基金项目的申请情况，提高基金项目申请书和结题报告的质量，了解本学科当前研究热点，分析了2024年度地质学学科（申请代码：D02）项目的申请、评审及资助情况，梳理了受理与通讯评审过程中存在的问题，总结了2023年结题项目完成情况及主要学科方向取得的研究进展。此外，以2024年度地球生态系统演化与能源领域相关分支学科面上项目和青年科学基金项目申请书为样本，运用词云分析方法，对申请书的关键词进行统计分析，剖析了该领域及各分支学科的研究热点，为科研人员项目申请提供参考。