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。

星载红外高光谱资料在数值预报业务中具有关键作用。鉴于红外光谱辐射易受云层强烈干扰，星载红外高光谱通道的晴空判识已成为资料同化中不可或缺的核心技术环节。以国外HIRS、AIRS、IASI和CrIS等探测器数据以及我国HIRAS和GIIRS资料为研究对象，系统梳理了星载红外大气探测资料应用中晴空像元/通道判识方法的发展脉络，归纳总结了多类晴空判识技术，主要包括：基于单一光谱特征与跨光谱特征的晴空通道判识、基于主成分分析与机器学习的晴空像元判识，以及我国风云卫星红外高光谱资料同化过程中自主研发的晴空通道判识方法。研究表明，三维晴空判识方法通过有效同化云顶以上的红外高光谱晴空资料，已成为提升资料同化效能的关键技术；在高光谱探测器像元尺度上，基于跨光谱资料反演云参数的匹配判识方法，相较于高光谱资料自身三维晴空判识，在多相态云环境中表现出更高的判识精度；此外，该方法还为红外高光谱资料的机器学习晴空像元判识和全天空同化提供了足够精确的先验样本。结合当前研究进展与业务应用现状，针对全天空、全光谱星载红外高光谱资料同化中晴空判识技术面临的挑战，提出以跨光谱匹配算法构建的晴空通道判识样本为基础，进一步发展融合机器学习的三维晴空通道判识方法，这将成为星载红外高光谱资料同化技术的重要发展方向，并为逐步增强其在数值预报中的应用价值提供更有力的技术支撑。

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。

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。

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）。