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。

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。

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。

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。

华北地区是我国重要的粮食生产基地，而干旱灾害是影响该地区可持续农业的最突出因素之一。以华北地区冬小麦关键生育期为切入点，基于3个月时间尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI-3）和大尺度环流等数据，借助游程理论和聚类分析等手段，解析冬小麦生育期干旱事件空间分异规律，探讨干湿时空变化特征及驱动因素。结果表明：1961—2021年华北地区冬小麦生育期呈湿润化态势，尤其是孕穗期—成熟期；冬小麦生育期干湿变化空间差异较大，河北省、河南省及山东省等地湿润化趋势明显，而山西省干化现象突出；河南省及周边冬小麦全生育期干旱发生频率高、持续时间短，而河北省和山东省北部等地干旱持续时间长、发生频率低、严重程度高，不同生育期干旱事件空间结构聚类模式不同；在冬小麦全生育期、出苗期—分蘖期、越冬期—拔节期和孕穗期—成熟期SPEI-3与环流因子存在很强的关系，主要影响因子依次为热带北大西洋指数、太平洋北美型指数、北极涛动指数和厄尔尼诺3.4区海温距平指数，研究结果可为华北地区农业抗旱减灾决策提供支撑。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

被动微波亮度温度是反演多种地表参量的关键基础数据。极轨卫星搭载的被动微波成像仪获得的被动微波亮温影像在相邻轨道之间存在因轨道间隙导致的观测缺失。填补轨道间隙有利于提高基于亮温生成的次生产品的时空完整性、增强其应用潜力。通过回顾被动微波辐射传输理论、轨道间隙形成原因及其影响，针对基于多源数据填补与基于有效源数据重构这两类遥感数据缺失值填补方法进行了总结，分析了其应用于被动微波亮温影像轨道间隙填补的前景。在梳理被动微波亮温轨道间隙填补的相关研究与存在的问题时，发现目前已有针对星载被动微波亮温轨道间隙填补的研究较少且均使用了多源数据，传感器的差异导致这类方法普适性不高。总结了当前研究所面临的挑战，从使用再分析资料和时间序列建模的角度，探讨了在考虑特殊下垫面情况下，构建具有良好普适性的高精度统一重构方法的未来方向。

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。

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。

追踪地球系统能量平衡性问题是研究人类活动对气候变化贡献的关键方法之一。能量不平衡直接反映了气候系统复杂的响应与反馈结果，是衡量气候变化的重要指标。然而，长期以来，准确估计地球能量收支一直是一个挑战。对于大气层顶与地表辐射通量的观测普遍存在较高的不确定性，且不同观测数据之间难以相互验证。这种较高的不确定性也导致地球系统能量收支通量变化的估算并不准确，同时由于缺乏高质量、高分辨率的观测数据约束，地表辐射通量的估算一直存在很大挑战。近年来通过海洋热容量/海平面高度数据进行间接估算地球能量收支的方法被广泛应用。利用大部分能量不平衡流向海洋热容量的特点，通过海洋数据观测可以得到不确定性较低的地球能量不平衡估算结果。此外，通过地球系统模式输出的多模式集合的方法，并辅以恰当的加权策略，也能得到地球能量收支的合理估算结果。通过数据整合水平能力的提升和相关技术的发展，气候科学家们正在不断提高对地球能量收支的理解，为理解和应对日益加剧的全球变暖提供了更为精确的科学依据。

地球中高层大气是研究大气过程乃至气候变化的重要区域，目前对中高层大气的长时间观测和数据分析仍然非常欠缺。太赫兹临边探测技术能够全天时、近乎全天候地获得较高垂直分辨率（1~5 km）的大气廓线，特别是对部分臭氧损耗相关的卤素气体敏感，成为测量地球中高层大气参数的重要手段。围绕太赫兹临边探测技术，系统回顾了太赫兹载荷的技术发展历程和现状：太赫兹临边探测已成功实现中高层大气中多种痕量气体的高垂直分辨率廓线测量，但现有载荷仍面临系统体积庞大、噪声抑制能力不足等瓶颈问题；基于最新预研的载荷方案，下一代太赫兹探测系统主要侧重于低噪声和小型化技术的发展；当前主流的物理反演算法计算效率较低，通过引入人工智能技术，可在保证精度的前提下显著提升反演效率；未来亟需突破太赫兹低噪声接收机和高分辨率数字谱仪等核心技术，进一步推动我国太赫兹临边探测技术的发展。