我國將助力構(gòu)建無縫隙地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)

3月28日，首屆世界氣象中心研討會(huì)在北京召開，來自世界氣象組織（WMO）的9個(gè)世界氣象中心、區(qū)域?qū)I(yè)氣象中心以及WMO基本系統(tǒng)委員會(huì)、大氣科學(xué)委員會(huì)的代表和專家參加。中國是目前設(shè)在發(fā)展中國家唯一的世界氣象中心。

國家氣象中心主任、首屆世界氣象中心研討會(huì)中國首席代表王建捷說：“本次會(huì)議的目的，就是在世界氣象組織的框架下共同努力，一起面對挑戰(zhàn)，來構(gòu)建無縫隙的地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)?！彼J(rèn)為，在構(gòu)建無縫隙的地球系統(tǒng)預(yù)報(bào)中，更重要的是幫助缺乏技術(shù)支撐的欠發(fā)達(dá)國家，給它們提供更有效的預(yù)報(bào)和服務(wù)?！拔覀円獜募夹g(shù)方法上、從工作機(jī)制上來探討怎么在WMO的框架下幫助欠發(fā)達(dá)國家提升氣象預(yù)報(bào)能力?！?/p>

中國“風(fēng)云四號”A星正式投運(yùn)，為70個(gè)國家和地區(qū)提供氣象資料。

WMO世界天氣研究計(jì)劃處處長Paolo Ruti認(rèn)為，發(fā)達(dá)國家面臨著信息過載的問題，而發(fā)展中國家因?yàn)槿狈夹g(shù)支撐，高科技產(chǎn)品的使用和信息處理都存在困難，所以這將是無縫隙預(yù)報(bào)在WMO框架下加以推動(dòng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。

WMO基本系統(tǒng)委員會(huì)副主席、中國氣象局副局長矯梅燕指出，加強(qiáng)地球系統(tǒng)觀測和預(yù)報(bào)以及推進(jìn)針對性研究是WMO未來4年的工作重點(diǎn)。她鼓勵(lì)在世界氣象中心之間建立協(xié)調(diào)機(jī)制，開展示范項(xiàng)目，加強(qiáng)科研與業(yè)務(wù)的結(jié)合，進(jìn)而推進(jìn)無縫隙全球資料處理與預(yù)報(bào)系統(tǒng)的實(shí)施，為防災(zāi)減災(zāi)、發(fā)展中國家氣象能力建設(shè)、人道主義救援等提供有力支撐。

我國首次實(shí)現(xiàn)全譜段高光譜衛(wèi)星對大氣和陸地觀測

近日，我國自主研發(fā)的多譜段集成紅外探測器為核心器件的“高分五號”衛(wèi)星正式投入使用，用全譜段高光譜衛(wèi)星對大氣和陸地進(jìn)行綜合觀測，在國際上尚屬首次。

“高分五號”是國內(nèi)光譜分辨率最高的衛(wèi)星，可實(shí)現(xiàn)多種觀測數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，為中國環(huán)境監(jiān)測、資源勘查、防災(zāi)減災(zāi)等行業(yè)提供高質(zhì)量、高可靠的高光譜數(shù)據(jù)，在中國高光譜分辨率遙感衛(wèi)星應(yīng)用方面具有示范作用?！案叻治逄枴贝钶d的全譜段光譜成像儀和大氣環(huán)境紅外甚高光譜分辨率探測儀的核心紅外探測器組件均由我國自主研發(fā)。

全譜段光譜成像儀是我國高分辨率多光譜遙感相機(jī)中光譜范圍最寬的載荷，覆蓋可見、近紅外、短波、中波、長波共12個(gè)波段。其中，長波四譜段分裂窗空間分辨率達(dá)到40米，為國際民用衛(wèi)星最高。該載荷在環(huán)保、國土、氣象三大領(lǐng)域的水體熱污染監(jiān)測、重點(diǎn)湖庫水華和水質(zhì)監(jiān)測、內(nèi)陸大型水體水質(zhì)監(jiān)測、植被覆蓋度信息提取、礦物信息提取、植被長勢監(jiān)測、青藏高原典型冰川群及北京積雪監(jiān)測、干旱遙感信息提取、局地高溫監(jiān)測等業(yè)務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品測試中取得了良好的效果。

大氣環(huán)境紅外甚高光譜分辨率探測儀是國內(nèi)首臺掩星觀測模式的大氣探測載荷，是國內(nèi)光譜分辨率最高的光譜探測器?；诖髿猸h(huán)境紅外甚高光譜分辨率探測儀數(shù)據(jù)，氣象用戶完成了大氣成分遙感監(jiān)測與評價(jià)應(yīng)用示范，通過對多軌數(shù)據(jù)的精確反演，獲得了南極地區(qū)上空痕量氣體的垂直廓線產(chǎn)品。

科學(xué)家首次讓原子伴著光子“跳舞”

中國、美國、澳大利亞三國科研人員組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，首次在實(shí)驗(yàn)中讓原子伴著光子“跳舞”，并揭示了這種“舞蹈”的“音樂節(jié)奏”。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國際物理學(xué)權(quán)威期刊《物理評論快報(bào)》。

這個(gè)由中國科學(xué)家領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)，利用渦旋光和原子相互作用，將超冷原子緩慢地旋轉(zhuǎn)起來，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)的原子和渦旋光之間的相干耦合，即超冷原子的自旋—軌道角動(dòng)量耦合效應(yīng)。這是科學(xué)家首次在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)自旋—軌道角動(dòng)量耦合的穩(wěn)定狀態(tài)。

先前科學(xué)家主要利用光場或磁場等外場對超冷原子進(jìn)行攪動(dòng)來制備渦旋，原子的旋轉(zhuǎn)與外界攪動(dòng)之間并不發(fā)生相干耦合。此次科學(xué)家們利用帶有渦旋的光驅(qū)動(dòng)原子兩能級間發(fā)生躍遷，在這個(gè)過程中，將光的渦旋相干地轉(zhuǎn)移給原子。

在實(shí)驗(yàn)中，原子的狀態(tài)可以分為3種：自旋向上的原子轉(zhuǎn)而自旋向下的原子不轉(zhuǎn)；自旋向上的原子不轉(zhuǎn)而自旋向下的原子轉(zhuǎn)；兩種原子朝相反方向旋轉(zhuǎn)。通過控制光的強(qiáng)度和頻率，可以操控原子體系旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)?！斑@就好比兩個(gè)人在舞廳跳舞，而光場代表音樂，在不同的音樂節(jié)奏下，兩個(gè)人以不同的旋轉(zhuǎn)方式翩翩起舞?！眳⑴c實(shí)驗(yàn)的科研人員說。最終，他們首次從實(shí)驗(yàn)上獲得了這一耦合體系的基態(tài)相圖，即“舞蹈”的“音樂節(jié)奏”?？茖W(xué)家們在這次實(shí)驗(yàn)中所采取的方法將為研究超冷原子體系的相變和非平衡動(dòng)力學(xué)行為提供新的途徑。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)寨卡病毒傳播新途徑

3月22日，中國科學(xué)家在《自然—通信》發(fā)表研究，發(fā)現(xiàn)在病毒污染水體中孵化的蚊子，可直接感染寨卡病毒。

流行病學(xué)調(diào)查顯示，感染者血液中會(huì)含有一定的寨卡病毒，但單位血液中活病毒顆粒數(shù)含量較低，約為102～103pfu/ml。如果通過叮咬途徑，僅有少量蚊蟲能從感染者那里獲取病毒，因此經(jīng)典途徑難于在短時(shí)間內(nèi)讓疫情急劇擴(kuò)散，病毒擴(kuò)散異常迅速可能另有原因。

中國科學(xué)家將目光轉(zhuǎn)移到了病毒攜帶者的尿液上。先前研究表明，寨卡病毒可隨尿液排出體外，病毒顆粒數(shù)量約為10～20pfu/ml，和血液中的病毒量相比更低，但威力也更大。會(huì)飛之前，蚊子從卵到幼蟲再到蛹的幾個(gè)成長階段都發(fā)生在水中?？茖W(xué)家通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即便寨卡病毒攜帶者的尿液中僅存在少量病毒顆粒，也可以成功讓蚊子的幼蟲被感染。這導(dǎo)致寨卡病毒的傳播效率大大提高——從人體血液中感染病毒的過程被省略，蚊子可在幼蟲時(shí)期從被污染的水體中獲取病毒，并在成年后通過叮咬繼續(xù)傳播。

寨卡肆虐可能另有原因

這項(xiàng)研究具有巨大的公共衛(wèi)生意義，針對寨卡病毒進(jìn)行防控時(shí)，今后可以通過加強(qiáng)污水處理等方式，達(dá)到更好的防控效果。此外，寨卡病毒出現(xiàn)新的傳播路徑可能不是孤立現(xiàn)象?？茖W(xué)家針對黃熱病及裂谷熱等蚊媒疾病的研究，在感染者尿液中也檢測到了活性蚊媒病毒。在此基礎(chǔ)上展開合作，科學(xué)家可進(jìn)一步探明蚊媒病毒的傳染機(jī)制，從而為公共衛(wèi)生防控提供更好的策略。

中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型手性費(fèi)米子

中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了三維材料CoSi中存在新型手性費(fèi)米子的確定證據(jù)，相關(guān)研究成果于3月20日發(fā)表在Nature上。

手性是指一個(gè)物體與其鏡像不能重合的現(xiàn)象，比如我們的雙手，左右與右手不能重合。在相對論物理中，手性是指無質(zhì)量粒子的自旋和動(dòng)量方向平行或者反平行，盡管90年前理論預(yù)測了存在無質(zhì)量手性費(fèi)米子——外爾費(fèi)米子，但它們作為基本粒子的存在尚未經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

現(xiàn)有的理論已證明，在“固體宇宙”中還存在著多種類型的除外爾費(fèi)米子以外的手性費(fèi)米子以及相關(guān)的材料，但直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)仍然缺乏。在眾多關(guān)于新型手性費(fèi)米子的理論預(yù)言中，過渡金屬硅化物CoSi屬于能帶結(jié)構(gòu)比較理想的材料。也正因如此，該材料引起了國際多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的關(guān)注。

由于CoSi是三維材料，傳統(tǒng)的解理方法獲得的表面無法滿足實(shí)驗(yàn)要求。中國科學(xué)家借助“拋光—轟擊—退火”的方法，經(jīng)過長時(shí)間的不斷摸索，終于在CoSi單晶樣品上得到原子級平整的表面，并在上海光源“夢之線”觀測到清晰的體態(tài)和表面態(tài)能帶。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在體布里淵區(qū)的中心和角落處存在體態(tài)能帶簡并點(diǎn)，并通過分析表面態(tài)確定了簡并點(diǎn)處存在手性的費(fèi)米子，這與理論計(jì)算結(jié)果高度吻合。

此次發(fā)現(xiàn)外爾費(fèi)米子之外的新型手性費(fèi)米子不僅是拓?fù)浒虢饘兕I(lǐng)域上的突破，也可以為探索手性費(fèi)米子相關(guān)的物理現(xiàn)象提供更多的途徑，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。