熱帶氣旋強度的趨勢
一項研究提示,在過去的40年時間里,熱帶氣旋(TC)的強度一直在增加。理論和模型提示,熱帶氣旋(TC)強度傾向于隨著全球平均地表溫度的增加而增加。然而,這樣的趨勢在觀測中難以探測到,這是由于儀器記錄的空間和時間的非均質(zhì)性。為了增加從觀測數(shù)據(jù)中提取出的趨勢的可信度,James Kossin 及其同事把一個現(xiàn)有的全球均質(zhì)衛(wèi)星影像記錄延伸到了包含1979-2017年的時期。這份記錄此前覆蓋了1982-2009年,并且表現(xiàn)出了全球熱帶氣旋(TC)強度增加的趨勢,但是這個趨勢并不具有統(tǒng)計顯著性。這組作者發(fā)現(xiàn),在這份39年的記錄的前半段和后半段之間,至少100節(jié)風(fēng)速的颶風(fēng)大約增加了15%。這一發(fā)現(xiàn)對應(yīng)著大約每10年8%的具有統(tǒng)計顯著性的增加率。全部颶風(fēng)中的風(fēng)速超過100節(jié)的颶風(fēng)比例的一個時間序列表現(xiàn)出了每10年增加大約6%的類似趨勢。這組作者說,這些結(jié)果符合物理理論和數(shù)值模擬的預(yù)測,并且增加了熱帶氣旋(TC)強度在全球變暖條件下已經(jīng)變得更強的看法的可信度。
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飛行昆蟲如何導(dǎo)航
一項研究發(fā)現(xiàn),飛行昆蟲整合多種類型的感官線索從而在一個復(fù)雜的3D地形中定位并導(dǎo)航至虛擬物體。飛行昆蟲因為其在探索一個復(fù)雜3D世界的同時迅速定位諸如食物和配偶等物體的能力而引人注目。然而,尚不清楚昆蟲如何在飛行中完成這種計算密集型技藝,特別是在大的空間尺度上。Pavan Kumar Kaushik、Marian Renz和 Shannon Olsson 使用虛擬現(xiàn)實研究了系繩的飛行昆蟲的行為,這包括蘋果蠅、蚊子、食蚜蠅和大蚊。這個虛擬現(xiàn)實舞臺包括了有草、天空、樹木和花的復(fù)雜3D視覺場景,以及氣味和類似于風(fēng)通道的氣流場。全部這4種雙翅目物種定位并接近了花或者樹,這是現(xiàn)實世界中交配、覓食或產(chǎn)卵的優(yōu)選地點。此外,蘋果蠅更可能接近近處而非遠處的樹,這提示這些蠅使用諸如透視和運動視差等深度線索確定虛擬物體的距離。此外,蘋果蠅把有方向的氣流與氣味信息結(jié)合起來,定位并朝著虛擬的水果混合味羽流運動??傊@些發(fā)現(xiàn)表明了飛行昆蟲整合多種類型的感官線索從而在一個復(fù)雜的3D地形中定位并導(dǎo)航至虛擬物體。這組作者說,這些發(fā)現(xiàn)可能用于優(yōu)化害蟲控制、農(nóng)作物授粉和疾病病媒管理的策略。
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人類齲齒的空間地圖
科研人員發(fā)現(xiàn)了與人類齲齒有關(guān)的細菌群落的空間組織。變形鏈球菌(Streptococcus mutans)被認為是人類齲齒中的制造酸和琺瑯質(zhì)溶解的關(guān)鍵貢獻者。這種細菌的分布似乎局限于齲壞位置,但是變形鏈球菌和其他口腔細菌在該病中的空間分布尚不清楚。Marvin Whiteley、Hyun (Michel) Koo及其同事對來自36到72個月齡的受齲齒影響的幼童的30顆牙的完整的生物膜菌群進行了成像。這組作者識別出了在一個冠狀結(jié)構(gòu)中的不同細菌的同心層的圓形組織。病原體變形鏈球菌位于這個結(jié)構(gòu)的中心,其他鏈球菌以及其他細菌的層圍繞著這個核心。被變形鏈球菌產(chǎn)生的一種細胞外支架促進的這些層防護了這種細菌受抗菌劑影響,并且增加了酸耐受。這種結(jié)構(gòu)在這個生物膜-牙齒界面上制造出了一種酸性微環(huán)境,這導(dǎo)致了琺瑯質(zhì)溶解和齲齒的出現(xiàn)。這組作者說,研究來自人類的樣本的微米尺度的結(jié)構(gòu)和微生物群落的空間組織是理解人類齲齒的毒力和宿主-病原體相互作用的關(guān)鍵。
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新元古宙磷循環(huán)的變化
一項研究發(fā)現(xiàn),埃迪卡拉紀時期的海洋磷循環(huán)的變化可能對生物多樣性和復(fù)雜性的發(fā)展有貢獻。到元古宙末期富含磷的磷灰石的沉積大量增加,這伴隨著食物和氧化劑的可利用度增加、宏觀動物的出現(xiàn)以及真核浮游植物的重大種群。Thomas Laakso、Andrew H. Knoll及其同事計算了到元古宙末期以及顯生宙早期沉積的磷沉積巖的數(shù)量。這組作者報告說,磷灰石沉積的增加并沒有伴隨著全部沉積巖的磷含量中位數(shù)的改變。這后一部分發(fā)現(xiàn)提示,這種增加很可能是由于來自海洋的可靠的營養(yǎng)物質(zhì)上涌的建立所導(dǎo)致的,而不是由陸地侵蝕的改變導(dǎo)致的。這組作者說,進一步的自我維持的生物地球化學(xué)變化很可能導(dǎo)致了埃迪卡拉紀時期有利于大型動物出現(xiàn)的條件。
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說話產(chǎn)生的液滴與新冠病毒傳播
科研人員報告說,說話產(chǎn)生的空氣傳播的液滴可能是新冠病毒的一個可能的重大傳播模式。近來的實驗已經(jīng)表明了說話會在每秒產(chǎn)生數(shù)以千計的口腔液體液滴。這種液滴可能含有諸如新冠病毒等呼吸道病原體。Philip Anfinrud、 Adriaan Bax及其同事使用激光散射研究了能夠在離開嘴之后在空氣中逗留數(shù)分鐘的小尺度液滴,人們已經(jīng)把這種液滴與疾病的空氣傳播聯(lián)系在了一起。根據(jù)液滴從視場中消失的速率,這組作者估計了直徑大約4微米的一個顆粒對應(yīng)的平均末速度。說話產(chǎn)生的液滴一旦變?yōu)榭諝鈧鞑サ臅r候,它們因為水的蒸發(fā)而迅速縮小到估計為原始尺寸的20-34%,因此這種觀測到的4微米的顆??赡茏畛醣会尫懦鰜淼臅r候是12到21微米的液滴。說話每秒產(chǎn)生大約2600個這樣的液滴,這相當(dāng)于估計約2.4到12納升的空氣傳播的口腔液體??紤]到此前報告說每毫升口腔液體含有大約700萬個新冠病毒的拷貝,這組作者報告說,1分鐘大聲說話可能產(chǎn)生含有超過1000個病毒的液滴,這可能會在8分鐘或更長的時間里空氣傳播。這組作者說,這些結(jié)果提示,在封閉環(huán)境里的正常說話可能帶來病毒傳播的顯著風(fēng)險。
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https://www.pnas.org/content/117/22/11875
生命與智慧產(chǎn)生的可能性
對地球上的生命出現(xiàn)和發(fā)展的時序的一項貝葉斯統(tǒng)計分析提示,如果重復(fù)地球的歷史,與生命實際出現(xiàn)的時間相比,在重復(fù)的歷史中生命將很可能出現(xiàn)得類似地早,這組作者說,但是形成對比的是,智慧的出現(xiàn)可能是一個足夠罕見的事件,不能確保重復(fù)發(fā)生。
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重建海洋一氧化二氮排放
科研人員使用對海洋一氧化二氮(N2O)的超過158,000 次觀測,訓(xùn)練了一個有監(jiān)督學(xué)習(xí)算法,用于重建全球來自海洋的一氧化二氮(N2O)排放,與此前的估計相比,顯著減少了不確定性;這項研究還覆蓋了一個由熱帶和沿海上涌區(qū)域支配的充滿活力的季節(jié)循環(huán),這提示了一氧化二氮(N2O)循環(huán)對于天然氣候變化性和人類活動導(dǎo)致的氣候變化的敏感性。
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碳循環(huán)的三疊紀火成效應(yīng)
一項研究對圍繞三疊紀末期滅絕事件時期的碳循環(huán)進行了建模,這組作者說,結(jié)果發(fā)現(xiàn)恰逢這次滅絕的輕同位素碳的時期可能是由于與在如今的巴西的大西洋中部巖漿區(qū)的火成巖床接觸的巖石的變質(zhì)作用釋放出的碳導(dǎo)致的。
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冷水生物多樣性的持續(xù)性
科研人員報告說,盡管全世界的冰川流失通過讓特化的融水群落的流失從而讓山地生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性面臨威脅,1850年到2015年的美國冰川國家公園的生物數(shù)據(jù)和冰川退縮數(shù)據(jù)提示,一個特化的冷水無脊椎動物群落在這個時期持續(xù)存在,即便在150年前已經(jīng)失去冰川的地區(qū)也是如此;這組作者說,這些結(jié)果提示,高海拔溪流和雪供應(yīng)的水源可能充當(dāng)了山地生物多樣性的一個庇護所。
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對澳大利亞野火的空間分析
科研人員報告說,針對近來和過去在澳大利亞維多利亞州發(fā)生的火的生態(tài)系統(tǒng)類型、土地使用和保護價值的疊加數(shù)據(jù)提示,這組作者說,氣候、土地使用和資源管理背景下的政策改革,應(yīng)當(dāng)瞄準減少大型火災(zāi),改變木材生產(chǎn)模式,保護未失火地區(qū),恢復(fù)遭重復(fù)破壞的生態(tài)系統(tǒng),以及擴展保護區(qū)域。
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專家判斷和決策自主
在對參與6項實驗的3800多人的一項研究中,科研人員發(fā)現(xiàn),諸如向病人提供療程建議的醫(yī)生等專家顧問,在困難決策上為被顧問者提供完全的自主權(quán)的時候,被認為比提供家長作風(fēng)式的建議的顧問的能力差,得到的工資可能更低;這些發(fā)現(xiàn)為理解醫(yī)學(xué)決定的自主權(quán)的收益帶來了意義。
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https://www.pnas.org/content/117/21/11368