海底磁异常条带（磁条带）的发现是地球科学领域的重要突破，为海底扩张学说和板块运动理论提供了决定性证据，磁条带研究对揭示大洋岩石圈形成演化机制以及地球内部动力学过程等具有重要的科学意义。传统研究主要依赖人工识别磁条带并进行地质解释，且面临诸多挑战：磁条带结构复杂、数据量大、识别过程耗时费力；结果易受识别者经验和状态等主观因素影响，难以满足现代地球科学研究对效率和精度的需求。近年来学者们尝试引入大数据和人工智能等先进技术，探索磁条带自动识别的方法来突破这些技术瓶颈。以西太平洋典型的海底构造——沙茨基海隆周围的磁异常数据为基础，采用U-Net卷积神经网络实现磁条带的机器自动识别。具体研究路径为：整合沙茨基海隆区域的海洋磁测数据和磁条带标签数据，构建了高质量的训练数据集；基于U-Net卷积神经网络模型进行数据训练，获得机器预测的磁条带分布；并与人工经验识别的结果进行对比分析，验证了模型的可靠性和准确性。研究取得以下重要成果：以沙茨基海隆为示范区，建立了一套基于U-Net卷积神经网络的磁条带自动识别方法，此方法能够有效提高磁条带的识别效率和精度，减少人工干预带来的主观误差，为磁条带的定量化研究提供了新的技术手段。这不仅为沙茨基海隆区域的磁条带识别提供了科学依据，还为其他类似区域的应用提供了技术支撑和参考范例，对推动磁条带解译的智能化转型具有重要的示范意义。

矿床的形成普遍伴随有不同地质事件的叠加或改造，成矿物质来源于不同（浅源与深源）的成矿地质事件，其成矿地质意义和相对应的地球化学场的找矿意义不同，多期叠加成矿，地球化学场通常表现为多源复杂叠加场，实现对“多源复杂叠加场”的有效分解，建立地球化学场与其成矿地质事件的耦合，能大幅提高勘查地球化学评价的精度。基于此，运用含量—面积（C-A）多重分形模型对湖南沃溪金矿区土壤介质中的烃汞综合气体测量数据进行了深入分析，通过对不同标度区的数据进行深度挖掘以揭示其关联性，结合研究区金矿的成矿规律，进而探讨了不同类型“叠加场”的成矿机理，开展了深部找矿潜力评价。研究结果表明：①湖南沃溪金矿区土壤地球化学异常多重分形特征模式存在2种类型：由2条直线段拟合而成的分形模式，称之为模型Ⅰ；由3条直线段拟合而成的分形模式，称之为模型Ⅱ，这种多重分形模型显示出研究区存在2期叠加成矿的可能。②通过对模型Ⅰ和模型Ⅱ中不同标度区成矿元素（Au）—有机烃（CH₄和C₂H₆等）—汞（Hg）等化学元素之间关联性的深度挖掘，发现二者均存在两种不同成矿作用形成的地球学叠加异常：“同生叠加异常”代表区域成矿作用，浅源流体（变质流体和大气降水等）仅带来含矿地层中成矿物质参与Au的成矿，该类异常因受成矿物质来源限制，可能会形成金矿点或小型金矿床，深部找大矿的潜力相对较小；“深源叠加异常”代表受板块碰撞—离散或板内地幔热柱上涌及深大断裂搅动，地幔流体由深部向上运移，经多层次流体混合演化带来大量深部成矿物质对“同生叠加异常”再次叠加成矿，深部找矿潜力较大。研究成果与大量的工程验证高度契合，说明基于C-A多重分形模型深度挖掘的地球化学多源复杂叠加场分解，取得了更好的应用效果，为地球化学深部找矿潜力评价提供了新的研究思路和方法。

新型有机污染物或被大量应用于各种消费品中并持续释放，或在工业生产过程中作为副产物被无意排放，因其具有持久性和长距离传输的特性，已在北极环境中被广泛检出。目前已有综述总结了北极环境中新型有机污染物的赋存特征、环境行为和生态风险，但其主要针对海洋环境，而对陆地环境中新型有机污染物的总结与讨论有限。与海洋环境相比，陆地环境中的新型有机污染物主要来源于大气长距离传输，二次释放的来源贡献大，污染物在其中的赋存特征、传输和来源及环境影响方面存在差异。首先综述了当前高度关注的新型有机污染物（如OPEs、PFASs、NBFRs和PCNs）在北极陆地环境的赋存特征、变化趋势及其来源解析。研究表明，北极陆地环境中新型有机污染物总体浓度水平较低，其时间变化趋势与物质生产使用直接相关；人类活动排放与气候变化影响下的污染物二次释放，共同加剧了北极陆地环境新型有机污染物来源的复杂性。在此基础上，通过分析新型有机污染物在陆地植被、淡水鱼类和陆地动物中的富集情况，并结合人体暴露评估结果，综合评估其对生态环境和人体健康的潜在风险。最后，针对北极陆地环境新型有机污染物研究现存的问题与挑战展望了未来的研究重点：目前研究仍局限于单一介质的浓度赋存，报道的有机污染物种类仍然有限，缺乏对气候驱动再释放过程及环境效应的系统认识；未来需要加强多介质迁移归趋，结合非靶向筛查技术识别北极高风险污染物，重点关注气候变暖背景下污染物的再释放及其生态与健康风险。

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。

上层海洋浮游植物的氮吸收与硝化微生物介导的硝化作用是影响海洋生产力和碳汇潜力的关键过程。这些关键氮循环过程如何响应海洋酸化和暖化的双重胁迫是海洋生物地球化学循环与全球变化研究领域亟待解决的热点问题。系统总结了海洋酸化和暖化对氮吸收与硝化过程的影响程度及作用机制，强调需重视酸化和暖化的间接影响，同时指出当前研究存在生态系统的现场监测不足、多种过程与多重胁迫的协同研究有限以及长期适应过程认知欠缺等问题。最后展望了未来需重点开展的三方面研究： \mathrm{①}强化氮吸收与硝化过程的同步耦合分析，解析酸化和暖化的交互影响； \mathrm{②}探究上层海洋中上述过程的垂直分异响应机制； \mathrm{③}突破时间尺度限制，阐明浮游植物和硝化微生物长期适应过程与非线性响应规律。在实验体系、空间维度及时间尺度上构建“三位一体”的研究框架，为评估全球变化下关键氮过程与海洋生产力的演变提供科学基础。

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。

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。

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。

青藏高原冰川加速退缩导致冰川累积的重金属释放并发生迁移，对冰川下游生态系统与人类健康产生潜在风险，但目前针对冰川退缩区环境介质中重金属的赋存特征和生态风险的研究较为缺乏。选取藏东南海洋型冰川米堆冰川为对象，研究冰川表碛与退缩区土壤及冰川融水环境中典型重金属的分布特征与风险。结果表明，冰川表碛与退缩区土壤中重金属总含量为144.8~520.2 mg/kg，以Zn、As和Cr为主且空间变化较大，Cd和Hg含量较低。冰川从末端表碛覆盖的裸地开始，形成以沙棘和杨树为先锋树种，最终向林芝云杉和大果圆柏顶级树种过渡的演替序列。重金属含量随土壤发育、植被演替及退缩区内人类活动增加呈逐渐增加趋势，且在退缩区第三阶段重金属含量最高，多数重金属含量在不同阶段存在显著差异，与土壤pH值和碳氮磷等环境因子显著相关。冰湖至下游河流中的重金属总浓度范围为3.76~33.70 μg/L，以Zn和As为主，均远低于我国I类水限值，其中冰川观景台附近的冰前湖（光谢错）末端出口处及冰湖下游流经村庄段的重金属浓度相对较高，这与冰川区内人类活动密切相关。冰川表碛与退缩区土壤的重金属整体处于中等潜在生态风险水平，Cd和As为构成风险的主要重金属，冰湖及其下游水环境则无风险。研究结果可为进一步探究青藏高原冰川生态系统变化下重金属生物地球化学及其生态影响提供经典案例和基础数据。

北方农牧交错带是我国农牧业协同发展核心区和生态安全屏障。植被恢复显著改变了该区生态环境和水文气候状况，但现有研究对其影响过程和机制尚未充分阐明。利用遥感和再分析数据，结合WRF-tagging模型，探究了北方农牧交错带植被恢复对区域陆气相互作用和水循环的影响。结果表明：①北方农牧交错带2000—2015年植被指数呈显著增加趋势，陆地生态系统的固碳能力逐渐提升，水分利用效率整体表现为增加趋势。②植被恢复使得该区域蒸散发显著增加，并通过水分再循环过程贡献了北方农牧交错带降水的10.8%，北方农牧交错带降水再循环率呈显著增加趋势，表明植被恢复通过增强区域水分再循环过程增加了对本地降水的贡献；东亚夏季风和中纬度西风的协同作用主导北方农牧交错带生长季蒸散发水汽输送，植被恢复通过植被蒸腾作用增加了区域水汽通量，提升了降水形成过程中再循环水汽比例，促进降水再循环过程，对下风向区域降水产生积极作用。③植被恢复通过降低反照率，以增加净辐射吸收、提升边界层湍流动能、促进水汽垂直混合；并通过增加蒸散发与水平流入水汽输入来提高大气湿度、降低抬升凝结高度等，协同改变湿静能与对流有效势能，最终触发深层对流发展，进而改变区域降水效率及降水。研究可为农牧交错带植被恢复可持续建设和水资源安全提供科学支撑。

溶解性黑碳作为黑碳连续体的关键活性组分，其分子特征结构和环境归趋显著区别于颗粒态黑碳。溶解性黑碳可通过界面络合、氧化还原调控及生物代谢等重要途径，深度参与元素及化合物的生物地球化学循环过程。通过系统解析溶解性黑碳的结构异质性，聚焦其在多介质界面的团聚、转化和吸附等行为，阐明其通过调控元素循环（碳封存、氮还原）、矿物转化、污染物迁移转化及微生物/植物代谢等途径，深度扰动生态系统土壤团聚体与生物群落的结构，进而影响生态系统的碳汇能力和生物多样性。未来研究需突破溶解性黑碳分子指纹图谱的异构体解析、界面反应动力学原位定量及微界面动态表征等技术瓶颈，揭示溶解性黑碳—元素（污染物）耦合体系的演变规律与生态风险，为精准评估黑碳循环的生态环境风险提供理论支撑。

盐岩沉积作为盐构造发育的物质基础，对盐构造的差异演化具有重要的控制作用。通过梳理盐岩沉积模式的发展，厘清控制盐构造发育的关键沉积特征，阐明了盐岩沉积如何控制盐层特征进而影响盐盆演化和盐构造样式。盐岩的沉积特征受沉积模式控制，可分为台地型和盆地型两大类。其中，台地型沉积模式以现代盐湖沉积机制为基础，所形成的盐岩厚度有限；盆地型沉积模式被广泛用于解释古代巨厚层盐岩的沉积过程。传统观点认为，盐岩沉积对盐构造最显著的影响体现在其沉积厚度和纯度2个方面。最新研究表明，盐岩其他沉积特征对盐构造也具有明显的控制作用，主要包括盐岩沉积位置和层状蒸发岩序列的发育，前者影响了盐岩与盐上沉积系统的空间关系，后者促进了盐岩流动并触发同盐沉积期的盐构造。因此，盐岩沉积的厚度、纯度、空间位置以及沉积序列等盐岩沉积特征，均受盐岩沉积模式控制；这些特征不仅对盐构造的样式及发育过程具有强烈的控制作用，其影响还贯穿了盐盆的整个演化周期。后续研究中，需进一步明确盐岩沉积在盐盆演化过程中的作用，这有助于厘清盐相关复杂构造的演化机制。

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。

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。

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。

表生环境中广泛存在纳米铁（氢）氧化物和磷酸盐矿物，这些物质相对磷（P）和稀土元素具有显著的固定作用。以含磷和稀土元素的水铁矿和磷灰石为磷源，采用透析方法（阻隔细胞与矿物），探究弱碱性和高CO {}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}浓度条件下蓝藻（铜绿微囊藻，Microcystis aeruginosa）对纳米矿物结合态磷的利用及其对稀土元素的分馏作用。结果表明铜绿微囊藻可以较低的效率利用纳米矿物结合态磷，而溶解态和纳米颗粒结合态稀土元素均对铜绿微囊藻产生一定程度的毒害作用。稀土元素实验中，经过17 d的培养后，所有实验溶液均富重稀土；对于藻细胞及胞外多聚物，除高浓度溶解态稀土元素实验（富轻稀土）和水铁矿+透析实验（富重稀土）中出现稀土元素分馏外，其余实验中稀土元素均无分馏；丝状胞外多聚物富中稀土，尤其富含钐（Sm）、铕（Eu）和钆（Gd），而次生钙磷酸盐和铁（氢）氧化物则富集中—重稀土。研究认为，弱碱性条件下菌体及胞外多聚物对REE³⁺的选择性吸附导致溶液中总是富重稀土；溶液中稀土元素与阴离子（尤其是CO {}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}）比值大时菌体和胞外多聚物中富轻稀土；稀土元素来源于矿物时，菌体及胞外多聚物中稀土元素分馏不明显；胞外多聚物选择性络合矿物中的稀土元素可能导致菌体及胞外多聚物中富重稀土；胞外多聚物及次生物相选择性富集中—重稀土可能具有潜在的环境指示意义。

沙尘天气在干旱及半干旱地区日趋频繁，已对生态环境与居民健康造成严重威胁。沙尘对人口的危害不仅取决于气候变化，还与人口规模和沙尘空间分布密切相关。目前仍缺少对于沙尘人口暴露的长时序和系统性的评估。依据环境相似性理论，整合沙尘站点数据与9种环境因子数据，运用随机森林方法构建沙尘强度模拟模型，结合人口数据建立沙尘人口暴露风险指数系统评估2000—2020年中国北方沙尘强度及人口暴露风险的时空演变规律。结果表明：①沙尘强度模型决定系数均大于0.6（p<0.01），对模型贡献度最高的3个因子分别为干旱指数、风速和归一化植被指数。②中国北方沙尘强度呈现显著空间异质性。极高、高和较高强度的沙尘主要集中于西北地区，而华北和东北地区以极低、低和较低强度为主。研究期内沙尘强度总体降低53%，累计有1.9×10⁶ km²的极高、高和较高强度的沙尘区域转化为极低、低和较低强度的沙尘区域。③中国北方3.5亿人口遭受沙尘威胁，沙尘人口暴露高风险区集中于人口密集的京津冀、陕晋南部以及沙尘强度高的新疆南部地区。研究区沙尘人口暴露风险显著下降，暴露于极高、高和较高强度的沙尘人数减少0.73亿人。上述结论揭示了中国北方地区沙尘人口暴露风险的时空分布特征，为地方政府制定针对性的沙尘防治和应对措施提供了科学依据。

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。

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。

冰云是天气和气候系统中重要的组成部分，冰晶取向通过影响其散射特性，进而影响遥感反演和数值预报的准确性。随着冰云探测卫星计划的推进，精确量化冰晶取向的需求日益凸显。综述了国内外冰晶取向遥感探测的研究进展，系统回顾了主被动遥感技术在不同波段的应用，分析了各类遥感手段的探测机理及优劣势，特别强调了星载太赫兹辐射计的应用前景。尽管现有遥感技术在冰晶取向研究中展现出一定潜力，但受限于冰晶复杂性、观测能力和反演算法的制约，定量反演仍面临挑战。未来研究应聚焦于新型探测设备研发、冰晶散射特性精确计算、辐射传输理论优化以及多源遥感数据融合等方面。

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。

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。

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。

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。

处于开放环境的页岩样品，一方面由于压力释放导致轻烃发生大量散失，另一方面由于温度降低导致滞留烃黏度增大、赋存状态改变，从而使常温下核磁检测无法准确定量原位温压条件下的页岩含油性。以松辽盆地白垩系青山口组页岩为例，选取处于低成熟和高成熟阶段的典型页岩样品。对不同粉碎程度的高成熟页岩，以及不同温度条件下的低成熟、高成熟页岩样品进行核磁共振序列检测，定量页岩样品粉碎过程和加热过程中的流体散失和赋存状态转化，确定页岩温度作用下的含油性特征。结果表明，页岩从标准柱塞粉碎到0.04 cm的过程中，其T₂谱的形态、T₁-T₂谱总信号量和各含氢组分的信号量基本没有发生变化。因此，久置页岩样品在粉碎过程中不会导致残留流体进一步散失。随着页岩样品温度的升高，低成熟页岩中轻质油信号增加、水信号减少，高成熟页岩中油和水信号均减少。同时页岩含羟基化合物信号减少，待恢复室温后其信号量重新恢复。由此可见，随着温度升高，自由水持续挥发；低成熟页岩常温黏度较大的油前沥青由类固态转变为液态轻质油，100 ℃后核磁轻质油绝对量增加达107%；高成熟页岩油常温即为轻质油，升温使其挥发散失。含羟基化合物随着温度升降的减增，反映了温度对于黏土吸附水的控制作用。因此利用核磁共振评价低成熟页岩含油性时，要注意室温条件下油前沥青在温度作用下的赋存状态转化，避免页岩油含量的低估。

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。

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。