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2023年夏季破纪录的高温热浪席卷华北大地令人印象深刻，民众关注这样的极端天气事件背后原因是什么？也担心未来会不会再发生？ 来自中国科学院大气物理研究所的最新消息说，该所极端天气快速归因团队在7月初针对2023年端午假期华北地区热浪事件发布快速归因结果的基础上，与中外同行合作完成此次极端高温热浪事件快速归因及未来风险预估的同行评议研究论文,北京时间12月8日凌晨在国际专业学术期刊《环境研究快报》（Environmental Research Letters）发表。 该研究成果由中国科学院大气物理研究所研究员、中国科学院大学教授钱诚团队联合清华大学万科公共卫生与健康学院教授黄存瑞和荷兰、英国等合作者共同完成，其结果表明：今年端午假期华北区域连续3天的破纪录热浪事件受过境的暖高压系统影响,并由干燥的土壤湿度反馈加强；在当前（2023年）气候下该次事件重现期约为111年（发生概率约1/111），即为百年一遇的小概率高影响事件；人为气候变化使华北地区类似2023年端午假期的极端高温热浪事件的强度显著增强至少1℃(0.8–1.3℃)。 合作团队开展的未来预估结果则显示，即使在实现全球温升控制在1.5℃目标的碳中和情景下,21世纪剩余时间内华北地区发生类似2023年端午假期热浪的概率，仍将比2023年气候状态下至少增加1.6(1.3–2.1)倍、强度至少增强0.5℃(0.2–0.8℃)；如果仍按照中等排放路径情景发展，到21世纪末发生类似热浪事件的概率将增加达5.5(4.9–6.3)倍、强度增强达2.9℃(2.4–3.1℃)。 该研究论文还强调实施碳中和对缓解热浪的积极作用，同时指出，即使实现碳中和目标后,未来华北地区仍需要适应6月份出现像2023年这样强的连续3天热浪的情形。这个情形将对人们的健康产生威胁，而采取建立高温早期预警系统等有效干预措施来管理公众健康风险和减少高温暴露,则是两种有效的适应对策。 本文翻译内容来源：中国新闻网 文章介绍 Rapid attribution of the record-breaking heatwave event in North China in June 2023 and future risks Cheng Qian（钱诚）, Yangbo Ye, Jiacheng Jiang, Yangyang Zhong, Yuting Zhang, Izidine Pinto, Cunrui Huang（黄存瑞）, Sihan Li and Ke Wei 通讯作者： 钱诚，中国科学院大气物理研究所/中国科学院大学 期刊介绍 Environmental Research Letters 2022年影响因子：6.7  Citescore: 10.1 Environmental Research Letters（ERL）以金色开放获取模式出版，作者可选择将原始数据作为补充资料与文章一起发表。所有研究人员可以免费获取这些研究成果。ERL汇聚了关注环境变化及其应对的研究团体和政策制定团体的意见，涵盖了环境科学的所有方面，出版研究快报、综述文章、观点和社论。ERL顺应了环境科学的跨学科发表的趋势，反映了该领域相关的方法、工具和评估战略，得到了来自不同领域的广泛贡献。

本篇研究来自郑州大学物理学院李新建课题组。本文主要说明了相对于传统的平面异质结，非平面异质结能够通过引入图案化界面结构实现材料生长过程中的三维应力释放，进而显著提高异质结界面质量并有效调控其耗尽区内建电场分布，最终提升光生载流子分离、传输效率及器件性能。本文通过构建一种GaN/Si复杂界面结构异质结并借助于缺陷调控和电学测量，首次揭示了点缺陷种类和密度对非平面异质结整流特性的作用机制及规律。 文章介绍 Defect-control electron transport behavior of gallium nitride/silicon nonplanar-structure heterojunction Yan Zhang（张炎）, Hang-Hui Jiang（姜行辉）, Yuan-Hang Luo（罗远行）, Meng-Zhen Xiao（肖梦真）, Chao Wen（温潮）, Ya-Kun Xing（邢亚坤）, Xin-Jian Li（李新建） 通讯作者： 李新建，郑州大学物理学院（微电子学院）   研究背景： 基于GaN优异的光电特性和Si成熟的微纳加工技术，GaN/Si异质结在未来光电子器件及其集成领域具有很好的应用前景。但是，GaN和Si两种半导体之间存在较大的晶格和热失配，在薄膜生长过程中会产生高密度面缺陷和线缺陷，从而导致界面质量和异质结性能的降低。通过引入Si纳米结构构造具有复杂界面结构的非平面异质结，可以借助于三维应力释放机制缓解GaN和Si之间的界面应力，显著降低GaN薄膜中的面缺陷和线缺陷密度，进而提高异质结器件的工作稳定性和使用寿命。另一方面，即使在非故意掺杂的情况下，GaN薄膜生长过程中也会产生具有不同能级、不同形成能的点缺陷（如空位、间隙原子、反位、氧氮替位杂质以及复合缺陷等）。因此，通过控制点缺陷的种类和密度，研究其对非平面异质结电学特性的作用机制和规律，对于提升GaN/Si光电器件性能具有重要的科学意义。   研究内容： 图1 GaN/Si非平面异质结的制备过程示意图。 采用水热腐蚀法制备具有微纳图案化结构的非平面衬底，硅纳米孔柱阵列（Si-NPA）。以Si-NPA为衬底、通过化学气相沉积法生长GaN（950°C）构建GaN/Si-NPA非平面结构异质结。利用不同点缺陷形成能的差异，通过氨气氛围高温（1050°C）退火实现对GaN中点缺陷种类和密度的调控，并研究其对异质结电学性能的作用机制和规律。 图2 (a)退火前后GaN/Si-NPA的XRD谱，(b)衍射三强峰半高宽和GaN平均晶粒尺寸的变化。 经退火处理后，GaN的XRD衍射峰半高宽明显减小，平均晶粒尺寸明显增大。以最强衍射峰（101）为例计算，其半高宽减小27%，晶粒尺寸由16.4nm增加到23.1nm。上述现象的出现，可能与高温下GaN晶粒界面处残余镓原子的进一步氮化以及小尺寸颗粒间的合并过程有关。 图3 Si-NPA和退火前后GaN/Si-NPA的表面形貌和截面形貌。 GaN/Si-NPA的表面和截面形貌在退火前后发生显著变化。主要表现为经过退火处理后，GaN颗粒尺寸增大，薄膜层厚减小、孔洞消失、致密度增加。结果表明退火后GaN薄膜的结晶质量得到明显提高，与衬底的结合度得到很好改善。 图4 退火前后GaN/Si-NPA的(a)J-V曲线，(b)正向偏压下J-V曲线的双对数图。 电学性能测试表明，退火后GaN/Si-NPA异质结开启电压和反向饱和电流密度显著减小、反向击穿电压和正向电流密度显著增加，整流比增加200%，表明在氨气氛围中高温退火可以显著提高异质结性能。 图5 退火处理(a)前、(b)后GaN/Si-NPA 的归一化PL谱及其高斯拟合解谱结果。退火处理(c)前、(d)后GaN薄膜中的点缺陷种类及其能级分布、跃迁过程示意图。 光致发光(PL)谱测量表明，退火前后GaN的点缺陷发光特性发生显著变化。通过对其PL特征谱进行指认，退火前GaN的点缺陷主要为深能级镓空位（D-VGa）、浅能级镓空位（S-VGa）、氧氮替位杂质ON和由VGa和ON构成的复合缺陷（VGa-ON）四种，而高温氨气氛围退火后则演变为S-VGa、中能级VGa（M-VGa）和ON三种。上述缺陷类型及相应缺陷浓度的变化被归因于高温退火过程中缺陷的解离和迁移，并由此构成了PL和电子输运行为演变的共同根源，为GaN/Si非平面异质结及其光电器件的性能调控和优化奠定了重要的物理基础。 作者介绍 李新建  教授 郑州大学 李新建，郑州大学物理学院（微电子学院）二级教授、博士生导师。本科毕业于郑州大学物理学专业，博士毕业于中国科学技术大学凝聚态物理专业。主要从事纳米半导体材料及其光电器件的物理基础研究，在Phys. Rev. Lett.、Adv. Mater.、ACS...

特刊详情 客座编辑 Ambuj Sagar，印度理工学院德里分校 Ajay Pillarisetti，美国埃默里大学 主题范围 This special issue is intended to be a tribute to Kirk Smith and be reflective of his research interests and contributions. Therefore, the focus of the volume will be on the intersections between household energy and sustainability, with a particular emphasis on issues relating to justice and fairness....

本篇研究来自河南大学物理与电子学院/河南省新能源材料与器件国际联合实验室刘军辉课题组。本文主要说明了主螺旋聚合物膜退火后，大分子螺旋方向趋向一致；平面光可以通过相位片转换为涡旋光；左旋和右旋涡旋光通过聚合物膜时，产生了不同的透过率；非对称吸收被归为材料的电四级矩的作用。 文章介绍 Differentiated transmittance of vortex beams in helical polymer media Junhui Liu（刘军辉） and Mingju Huang（黄明举） 通讯作者： 刘军辉，河南大学物理与电子学院/河南省新能源材料与器件国际联合实验室   研究背景： 光通常有两种角动量，一种是光子自旋角动量（SAM），另外一种是轨道角动量（OAM），即相位面的旋转。涡旋光是具有螺旋波前的光束，因具有优越的特性，自从1992年被Allen提出，已经被广泛的研究。涡旋光束有一个相位奇点，具有中空的强度分布，等相位面是螺旋的，每个光子有轨道角动量lħ。 关于涡旋光的基础和应用研究，科学家已经做了大量的工作。Andrews等证实当分子与涡旋光相互作用时，轨道角动量的交换仅仅发生在光与质心之间。Raymer等实验观察到光的自旋和轨道角动量的相互作用。Prasad团队提出通过使圆偏振光具有轨道角动量，可以增强与螺旋等离子截面相互作用的光谱可调性和强度；理论研究显示轨道角动量向介质的转移可以空前的放大其圆二色性；Dholakia的研究显示手性材料与涡旋光有很强的相互作用，可以用来做光镊。   研究内容： 合成了具有长π桥的芴基长链衍生物，通过退火，变成了螺旋状材料，通过相位片，把平面波变成涡旋光，研究了涡旋光与螺旋材料的相互作用。   实验和理论方法： 理论上通过研究一个粒子或者分子受OAM作用的哈密顿量的表达式得出，在电偶极近似的情况下，内部运动不参与SAM和OAM的能量交换。在四级相互作用中，具有OAM从光到粒子内部运动的通道，三个子系统都有可能与光交换OAM。 在实验上，合成了具有长链的芴衍生物，通过120度退火，具有螺旋状结构。通过紫外可见近红外吸收谱，研究了其对光的吸收特性。通过CD谱，研究其圆二色性。 通过相位片，把平面光变为涡旋光，光束中空结构和干涉的叉形结构证明了涡旋光的形成。当所产生的涡旋光分别通过退火前和退火后的样品，研究了其透过率。   取得的成果及成果的重要性： 吸收光谱显示，在激发波长区域，样品的没有吸收。CD谱显示样品在退火之后，在长波长区，圆二色性变得较强，说明材料的螺旋性取向。当涡旋光通过退火前的样品时，左旋和右旋表现出了相同的透过率，而当涡旋光通过退火后的样品时，表现出了有差别的透过率。结合前面的理论研究，得出这些吸收非对称性来源于四极矩的作用。 期刊介绍 Journal of Physics D: Applied Physics 2022年影响因子：3.4  Citescore: 5.9 Journal of Physics D: Applied Physics（JPhysD，《物理学报D：应用物理》）发表应用物理各领域的前沿研究和综述，具体包括：应用磁学和磁性材料、半导体和光子学、低温等离子体和等离子表面相互作用、凝聚态物理、表面科学和纳米结构、生物物理以及能源等六个领域。文章类型包括原创性论文、研究路线图、通讯以及每年针对热点研究的专题综述和特刊。

Photoplethysmography is a key sensing technology which is used in wearable devices such as smartwatches and fitness trackers. Currently, photoplethysmography sensors are used to monitor physiological parameters including heart rate and heart rhythm, and to track activities like sleep and exercise. Yet, wearable photoplethysmography has potential to provide much more information on health and wellbeing,...

本篇研究来自北京信息科技大学赵明镜课题组。本文主要研究量子比特系统中几何量子相干的权衡关系，分析几何量子相干与其他物理量之间的内在联系，为高维系统中几何量子相干的理论研究做好铺垫。 文章介绍 Trade-off relations of geometric coherence Bingyu Hu(胡冰玉) and Ming-Jing Zhao(赵明镜)   通讯作者： 赵明镜，北京信息科技大学   研究背景： 量子相干是由量子态叠加产生的一种物理特性，也是量子理论中的一个基本概念，它在量子信息进程以及量子生物中发挥着重要作用，因此对量子相干的刻画和量化具有重要的研究意义。几何量子相干是从保真度的角度量化量子相干的一种度量，它不仅定量的建立了量子相干与量子纠缠的关系，而且与量子态区分也有紧密的关系。因为几何量子相干的定义涉及到最优化的过程，所以几何量子相干的计算难度较大，该理论结果也相应较少。本文主要研究量子比特系统中几何量子相干的权衡关系，分析几何量子相干与其他物理量之间的内在联系，为高维系统中几何量子相干的理论研究做好铺垫。   研究内容： 本文主要研究量子比特系统中几何量子相干的权衡关系。首先，通过量子态的纯度给出了几何量子相干的上界，并通过具体实例说明该上界在估计几何量子相干时具有一定的优势，同时得到了几何量子相干与混合度之间的互补性关系。然后，利用凸函数最大值的性质，通过量子态的纯度和测量基之间的不兼容性，分别得到了在任意的两组和三组测量基下几何量子相干的量子不确定性关系。图1和图2分别是分析几何量子相干的量子不确定性关系中涉及到的最优化问题的可行域。最后，根据量子态区分和几何量子相干的关系，通过量子态的纯度得到了区分一组量子态的最小出错率的上界，进而得到了区分一组量子态的最小出错率与混合度之间的互补性关系。本文所得到的几何量子相干的权衡关系揭示了几何量子相干与纯度以及不同的测量基底之间的约束关系，有助于高维系统中对几何量子相干的进一步研究。 图1. 任意两组基下几何量子相干的量子不确定性中最优化问题的可行域（a）两组基的不兼容性为0.5 （b）两组基的不兼容性为0.9 图2. 任意三组基下几何量子相干的量子不确定性中最优化问题的可行域的两种情况 作者介绍 赵明镜  教授 北京信息科技大学 赵明镜，北京信息科技大学教授，硕士生导师，长期从事量子信息的理论研究。2011年毕业于首都师范大学获得理学博士学位，曾在德国马克普朗克应用数学研究所从事博士后研究，加拿大圭尔夫大学进行学术访问。 期刊介绍 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 2022年影响因子：2.1  Citescore：4 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical（JPhysA）每年出版50期，针对运用数学结构来描述物理世界的基本过程，并探索这些结构的分析、计算和数值方法。期刊内容涵盖：统计物理；非平衡系统、计算方法和现代平衡理论；混沌和复杂系统；数学物理；量子力学和量子信息理论；场论和弦理论；流体和等离子体理论；生物模型等方面。文章类型包括原创性论文和综述，以及关注于热点研究的专题综述和特刊，提供及时、全面的纵览。

IOP出版社Trends in Maritime Autonomous Surface Ships (MASS) Technology电子书于近日出版。本书的作者为台湾交通部运输研究所的郑信鸿。 作者介绍 郑信鸿  副研究员 台湾交通部运输研究所 Hsin-Hung Cheng received both B.S. degree in Marine Engineering in 2002 and M.S. degree in Mechanical and Mechatronic Engineering from National Taiwan Ocean University, in 2005, where he studied micro-electro-mechanical systems(MEMS), maritime engineering and the optics field. In 2007, he assisted the Research...

Journal of Optics（JOPT）期刊编辑团队精选了2023年4月-9月发表的“十大编辑推荐文章”（Top 10 Editors’ Picks）。这些“编辑推荐文章”涵盖了JOPT期刊的所有领域，从庞大的结构光解决方案到微小的等离子体波导，从量子拓扑学到经典拓扑学等等。之所以选择这些文章，是因为它们所涉及的主题都是热门研究领域（有些文章已被下载超过 1000次）、文章质量高且结构完整。 编辑们这次特意忽略了 “路线图”（Roadmap）这一文章类型，即我们广受欢迎的多作者投稿，这些文章具有前瞻性的视角，持续被大量引用。 本次的“十大编辑推荐文章”大致可分为两类：一类是展示了明确且有影响力的进展，如Charles Downing关于非赫米提量子哈密顿量的研究；另一类是提供了如何开始研究某一特定主题研究的方法，如Rasmus Christiansen关于如何通过拓扑设计模式转换器的文章。欢迎您阅读和下载这些文章！ 期刊主编： Andrew Forbes，南非威特沃特斯兰德大学 文章时间范围：2023年4月-9月 十大编辑推荐文章   Geometry and topological photonics Mário G Silveirinha 2023 J. Opt. 25 085102   Unbalanced gain and loss in a quantum photonic system Charles Andrew Downing and Oliver Isaac Reuben Fox 2023 J. Opt. 25 095201   Broadband structured light using digital micro-mirror devices (DMDs):...

IOP出版社每月从年度重点期刊中精选一系列文章供大家阅读，这些文章体现了IOP期刊的高质量和创新性，并呈现了一些受关注的研究工作。欢迎大家阅读下载！ 精选文章 Physics Quantum Science and Technology A hybrid quantum–classical neural network for learning transferable visual representation Ruhan Wang, Philip Richerme and Fan Chen   Machine Learning: Science and Technology scGMM-VGAE: a Gaussian mixture model-based variational graph autoencoder algorithm for clustering single-cell RNA-seq data Eric Lin, Boyuan Liu, Leann Lac, Daryl L X Fung, Carson...

本篇研究来自吉林大学焦利光、刘爱华课题组。本文通过基于复坐标旋转伪谱方法对Hulthén势中的shape共振态的精确计算，系统揭示了束缚态随屏蔽参数增加时转变为共振态的临界行为，首次给出了共振态从产生到消失的完整轨迹，预测了共振态遵循n平方缩放规律，此外我们还发现了新共振态的产生会对临近的共振态产生干涉现象。 文章介绍 Resonances in the Hulthén potential: benchmark calculations, critical behaviors, and interference effects Zi Xi Hu(胡子曦)，Li Guang Jiao(焦利光)，Aihua Liu(刘爱华)，Yuan Cheng Wang(王远成)，Henry E Montgomery Jr，Yew Kam Ho(何耀锦)，Stephan Fritzsche 通讯作者： 焦利光，吉林大学物理学院 刘爱华，吉林大学原子与分子物理研究所   研究背景： 共振态(resonance)在原子分子结构计算与碰撞动力学研究中有着非常重要的作用，尤其是位于自电离阈值以上的shape共振态，具有能量高、寿命短的特点，对其参数的精确计算及自电离特征的分析一直是理论研究的难点之一。本文选取Hulthén势为研究对象，其s态波函数可解析求解，因而在原子物理、核物理以及等离子体物理中广泛用于模拟短程有效势和屏蔽库伦势。当系统处于非s态时，轨道角动量所产生的离心势垒可用于模拟shape共振态的产生。通过改变屏蔽参数，我们可以研究系统中束缚态到共振态的临界转变行为，共振态物理参数在临界区域的渐近规律，共振态与束缚态之间以及相邻共振态之间奇特的干涉现象。   研究内容： 复坐标旋转法通过将系统哈密顿量旋转至复空间，使渐近发散的共振态波函数收敛，从而方便利用基函数展开对共振态进行计算。一般伪谱法通过对坐标空间的高效离散化以及谱近似的全局收敛特性，能够对束缚态进行超高精度计算。我们将两种方法有效结合，得到了Hulthén势函数下目前为止最为精确的束缚态和共振态能量，以及任意轨道角动量下任意束缚态的临界转变参数。 图1：2p态电子由束缚态转变为shape共振态 研究发现在束缚-共振临界转变区域，共振态能量遵循与角动量无关的线性规律，与束缚态在临界区域渐近规律一致；共振态宽度则遵循(L+1/2)幂次规律，与散射理论中的Wigner规律一致。 图2：2p，3d，4f态电子在临界区域的渐近规律 通过追踪共振态的产生及消失，我们得到了共振态在参数空间的完整变化轨迹，发现高激发共振态具有和束缚态类似的n平方缩放规律。 图3：p态电子的n平方缩放规律 通过复动量空间中共振态的变化，研究发现在高轨道角动量态下，新共振态的出现能够对临近共振态产生干涉现象，同样与散射理论中的通道阈值打开效应类似。 图4：f态电子在复动量空间中的干涉现象 当前研究结果也适用于一般短程势中的共振态，对研究量子系统中束缚-连续以及束缚-共振转变的临界行为提供了新的思路。 作者介绍 焦利光  教授 吉林大学物理学院 焦利光，吉林大学物理学院教授。本硕毕业于吉林大学，博士毕业于哈尔滨工业大学，台湾中央研究院原分所博士后(合作者Yew Kam Ho)，德国亥姆霍兹研究所访问学者(合作者Stephan Fritzsche)，长期从事原子分子结构、正电子散射、激光辅助碰撞理论研究，对复坐标旋转法及谱方法具有深入研究，发表论文70余篇。   刘爱华...

本篇研究来自湘潭大学郝国林课题组。本文主要基于基底工程与空间限域策略，采用化学气相沉积法（CVD）实现了晶圆级二硫化钨（WS2）纳米薄膜的可控制备。研究表明，WS2的成核密度依赖于蓝宝石衬底的退火条件。WS2纳米薄膜的厚度可以通过空间限域的高度进行有效的调控。此方法不仅适用于晶圆级WS2纳米薄膜的可控制备，可以推广至其他过渡金属硫属化合物（TMDs）晶圆级纳米薄膜的精准合成。此外，基于单层WS2薄膜的光电探测器也展现出优异的光电性能（0.355 A W-1的响应度和1.48×1011 Jones的探测率）。 文章介绍 Controllable growth of wafer-scale two-dimensional WS2 with outstanding optoelectronic properties Shiwei Zhang, Yulong Hao, Fenglin Gao, Xiongqing Wu, Shijie Hao, Mengchun Qiu, Xiaoming Zheng, Yuehua Wei, Guolin Hao (郝国林) 通讯作者： 郝国林，湘潭大学   研究背景： 二维TMDs具有可调的带隙、高载流子迁移率、强光物质相互作用和较大的激子结合能，被认为是未来高性能功能器件的一类优秀候选材料。研究表明WS2可以应用于忆阻器和相位调制器，使其在神经形态计算和光通信领域显示出巨大的潜力。基于WS2的场效应晶体管具有高达214cm2 V−1 s−1的室温迁移率,有望为二维半导体基集成电路的发展提供一定的实验支撑。近年来，晶圆级TMDs材料的可控制备已取得了一些进展，由于二维材料自限制生长的特性，层数可控二维TMDs的精准合成仍然具有极大的挑战。亟待开发一种简单有效的方法实现晶圆级TMDs二维纳米薄膜的精准制备。   研究内容： 图1：晶圆级2D WS2纳米结构的合成示意图 基于前驱体设计策略通过对钨金属箔进行氧化获得了均匀的三氧化钨箔片，并将其垂直放置在蓝宝石衬底上以形成高度可调的限域空间，相应的合成示意图如图1所示。 （图2所示）我们系统的研究了不同气体氛围退火条件下的蓝宝石基底对WS2生长的影响，并证明了在不同气体氛围下退火蓝宝石表面显示出的终端原子是不同的。在氢气（H2）氛围退火下，蓝宝石表面显示出铝终端，在氧气（O2）氛围退火下，蓝宝石表面显示出氧终端。不同的终端原子对WS2的成核密度起着关键作用。 图2：(a)-(c) 分别在原始、H2退火和O2退火的蓝宝石衬底上生长的WS2的AFM图像。(d)-(f) 分别为原始、H2退火和O2退火蓝宝石衬底的AFM图像。(g)-(i) 相应的O 1s核心能级的XPS结合能谱。 （图3所示）当空间限域高度分别设定为1.4、2和2.4mm时，可以制备三层、双层和单层WS2薄膜。在此基础上，将空间限域高度降低至0.2 mm，进一步实现了多层WS2薄膜的可控生长。系统的研究表明空间限域策略可以实现单层至多层不同厚度的晶圆级WS2纳米薄膜的精准合成。 图3：(a)-(f) 合成的不同厚度WS2纳米薄膜的AFM图像。(g) 从左至右，分别为单层、双层、三层和多层WS2纳米薄膜的数码照片。(h) 单层WS2上15个随机点的拉曼光谱。 （图4所示）我们的合成策略还可扩展至其他晶圆级过渡金属硫属化合物纳米薄膜的制备，如二硒化钨（WSe2）。 图4：(a)-(d)...

本篇研究来自南京信息工程大学周波涛和陈海山课题组。本研究说明东北亚春季生态系统水分利用效率主模态呈全区一致型，该模态直接受总初级生产力的控制；地表气温（土壤湿度）较高时有利于提高东北亚北部（南部）春季生态系统水分利用效率；极地-欧亚遥相关型通过改变东北亚地区地表气温和土壤湿度，显著调控东北亚春季生态系统水分利用效率。 文章介绍 Variability of spring ecosystem water use efficiency in Northeast Asia and its linkage to the Polar-Eurasia pattern Ning Xin (辛宁), Botao Zhou (周波涛), Haishan Chen (陈海山), Shanlei Sun (孙善磊) 通讯作者： 周波涛，南京信息工程大学   研究背景： 陆地生态系统通过各种物理过程和生物过程在调节全球水和碳循环中发挥着至关重要的作用。生态系统水分利用效率（WUE）是表征生态系统碳–水耦合关系的重要指标，全面了解WUE变化及其驱动因素有助于评估气候变化下生态系统的脆弱性和适应性。作为地表增暖显著的区域之一，东北亚是气候变化和生态地理过程研究的热点。在变暖背景下，东北亚显著变绿，但该地区春季WUE的变化特征及其物理机制尚不明确，这是本研究的动机。   研究内容： 本文利用基于观测的总初级生产力和潜热通量资料及动态全球植被模式（TRENDY-v10）模拟数据，探究了东北亚春季WUE变化的主模态。结果表明，东北亚春季WUE主模态呈全区一致型变化，且直接受到总初级生产力（GPP）的控制。气候条件对WUE的影响也非常显著，地表气温（土壤湿度）较高时有利于提高东北亚北部（南部）WUE。进一步分析表明，极地–欧亚遥相关型（POL）通过改变东北亚地区地表气温和土壤湿度，显著影响该地区春季WUE的变化。当春季POL型处于正位相时，东北亚北部上空存在异常反气旋环流，同时东北亚南部地区盛行偏东风且东亚急流减弱。在此环流背景下，东北亚北部存在异常下沉运动，导致地表气温升高，有利于东北亚北部WUE增大。与此同时，异常偏东风导致东北亚南部水汽输送增强；此外，东亚急流减弱引起了东北亚南部的异常上升运动。水汽辐合与上升异常导致东北亚南部降水增多，土壤湿度增大，从而使东北亚南部WUE增大。 （a）POL指数（黑线）、MPI-BGC数据计算的PC1（蓝线）和TRENDY数据计算的PC1（红线）时间序列。（b，c）GPP（g C m-2 day-1）和（d，e）WUE（g C kg-1 H2O）同POL指数的回归分布。（b）和（d）分别为MPI-BGC数据（1982-2011）计算的GPP和WUE；（c）和（e）分别为TRENDY数据（1982-2020）计算的GPP和WUE。打点区域表示通过0.10的信度。 作者介绍 周波涛  教授 南京信息工程大学 周波涛，南京信息工程大学大气科学学院院长，二级教授，博士生导师；国家杰出青年基金获得者，江苏特聘教授。主要从事气候变化、极端气候事件、东亚气候变异机理、大气遥相关等方面的研究。 期刊介绍 Environmental Research Letters 2022年影响因子：6.7  Citescore:...