冰雹是全球范围内破坏力极强的极端天气事件之一,会造成巨额的财产损失。现有少量案例研究表明,城市区域可能会加剧冰雹天气的发生,但受制于冰雹形成涉及的复杂物理过程,其背后的深层驱动机制尚不明确。
南京大学赵坤教授课题组结合长期观测数据与高分辨率数值模拟手段,剖析了一类与对流单体合并过程相关的冰雹形成路径,该路径能够合理解释北美、东亚两大截然不同气候区冰雹发生频率上升的现象。
研究发现,对流合并型冰雹(MHs)的发生频率约为传统认知中主流冰雹类型——非合并普通冰雹(NHs)的两倍,且冰雹强度普遍更高;适宜的大气环境条件会催生多个对流单体生成并进一步合并,而大城市的人为热效应还会进一步强化这一趋势。
基于机器学习模型的未来预估结果显示,北美地区对流合并型冰雹的发生频率将有所上升,非合并普通冰雹频率则会下降。综上,本研究揭示了一类此前未被充分挖掘的冰雹形成路径,证实气候变化与人类活动或将共同影响未来冰雹的发生特征及相关灾害风险。
始新世-渐新世界线转型事件是地球气候向现代冰室气候状态转变的关键转折点。目前学界对于海洋生物圈在此次转型过程中的响应机制尚未形成明确认知,在低时间分辨率的全球综合数据集中,这一响应过程仅表现为一次简单的生物灭绝脉冲。南京大学史宇坤、钱超等人借鉴人工智能算法设计了一种元启发式算法,基于丰富的有孔虫化石记录,构建了始新世-渐新世界线期间高分辨率的全球物种丰度演化历史,其推算时间分辨率约为2.9万年。
研究揭示的生物多样性动态变化过程极为复杂,且不同生态习性的有孔虫类群响应特征存在显著差异。长期多样性下降之后,浮游有孔虫与浅海大型底栖有孔虫在转型初期(晚始新世末期)维持着稳定的多样性水平;而同时间段内,深水小型底栖有孔虫物种数量先出现显著辐射扩张,随后逐步下降。进入早渐新世初期,随着南极大陆首个洲际尺度冰盖形成,浮游有孔虫与大型底栖有孔虫遭遇大规模物种灭绝;而小型底栖有孔虫多样性暂时保持稳定,随后随着早渐新世气候持续演化,多样性呈加速下降趋势。这些研究成果揭示了复杂且具有生态分异性的环境-生命协同演化过程,表明高分辨率时间序列数据对于剖析生物群对重大环境变迁的生态响应机制具有关键意义。集成电路(IC)产业的快速发展产生了成分复杂、处理难度极高的废水。本研究提出了一种将含金属集成电路废水转化为高效多相催化剂的可持续模式。作为概念验证,南京大学景亚轩研究员、崔昕毅教授合作团队通过简易的氨蒸发法,将富铜集成电路废水转化为多功能 Cu/SiO₂催化剂,铜回收率高达 99.9%。
该催化剂在将多种实际聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)废弃物高值化转化为对二甲苯(PX)的反应中表现出优异活性,产率接近定量水平(>99.9%),性能优于商用 Cu/SiO₂催化剂。其出色的催化性能归因于废水中微量共存金属对催化剂结构的调控,促进了大量Cu/CuOx 界面位点的形成,进而有利于氢气解离与 C–O 键活化。
此外,该策略还可将铜物种完整负载于其他载体上,构建出多种铜基催化剂。总体而言,本研究为集成电路废水的资源化利用建立了全新范式,可拓展至其他含金属废水(如镍、钴、铂),符合绿色化学与循环经济理念。