木星上弱电风暴产生的小闪电

在过去的几十年里，木星飞行任务多次观测到了闪电。根据图像得出的闪光率估计为每年每平方公里4×10-3次闪光。

“航行者”闪电的空间范围（HWHM）约为30公里，但由于相机对最亮的木星闪电发射光谱线（656.3纳米氢原子Hα线）的反应较弱，不太可能探测到闪光的暗淡外缘。

一些相机的空间分辨率使研究人员能够确认22次HWHM大于42公里的闪光，并估计一次HWHM为37至45公里的闪光。

这些闪光的光能相当于地球上的“超级闪电”，即（0.02~1.6）×1010焦耳，解释为木星大气5巴水平附近产生的湿对流的示踪剂。

研究人员表示，先前对闪电的观测受相机灵敏度、距木星的距离和长时间曝光（约680毫秒到85秒）的限制，这意味着一些观测结果可能是叠加的闪电。

研究组报道了朱诺号太空船对闪电的光学观测，其能量约为105~108焦耳，闪光持续时间短至5.4毫秒，闪电间隔为数十毫秒，具有典型的陆地能量。闪光率约为每年每平方公里6.1×10-2次闪光，比迄今所观测的要高一个数量级。

有几次闪电的空间范围如此之小，它们必须在没有液态水的2巴水平以上生成。这意味着要全面了解木星的大气对流和成分，就需要考虑木星上产生闪电的多种机制。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2532-1

海洋热浪引起的热位移

海洋热浪（MHW），即离散但长时间异常温暖的海洋温度，会极大地改变海洋生态系统，对生态和社会经济产生深远影响。在了解全球MHW的模式、驱动因素和趋势方面，人们已经付出了相当大的努力。

通常，MHW的特征是基于它们在某特定位置的强度和持久性来确定的，这一方法特别适用于必须承受更高温度的珊瑚和其他无柄生物。

然而，许多生态和商业上重要的海洋物种通过迁移到有利的栖息地来应对环境破坏，而迁移海洋物种的急剧变化是MHW的显著影响之一。

虽然空间温度变化已在长期变暖趋势的背景下得到了广泛研究，但现有的全球MHW分析却未对其进行解释。

研究组引入热位移作为一项指标，它通过表面温度等值线的空间位移而非局部温度反常来表征MHW，并使用基于观测的全球海表温度数据集来计算1982~2019年所有MHW的热位移。

研究组表明，在MHW期间，全球海洋中的热位移从几十到数千公里不等，且在空间上与MHW强度并无关联。此外，在MHW期间的短期热位移与从变暖趋势推断出的世纪尺度的变化具有可比性，尽管它们的全球空间模式有很大不同。

这些结果扩展了人们对MHW及其对海洋物种潜在影响的理解，揭示了哪些区域最容易受到热位移的影响，以及在预期海洋变暖情况下热位移是如何变化的。

研究结果还强调，海洋资源管理需要考虑到由MHW驱动的空间变化，这种变化的规模与长期气候变化相当，且业已发生。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2534-z

胶体系统中的指数级快速冷却

当冷却物体的温度随着弛豫到热平衡而降低时，人们直觉上认为热物体比冷物体需要更长的时间来冷却。然而，大约2300年前，亚里士多德观察到“要迅速冷却热水，首先要将其放在阳光下”。

在1960年代，这种违反直觉的现象被重新归纳为“热水比冷水更快结冰”的说法，并被称为姆潘巴效应。此后，它一直是许多实验研究和一些争议的主题。

尽管已经提出了许多特定机制，但人们对于根本原因还没有普遍的共识。研究组展示了在一个可控环境中的姆潘巴效应，即浸入热浴水中的胶体系统的热猝灭。研究结果可重复，且在数量上与基于最近提出的理论框架的计算结果相一致。

通过仔细选择参数，研究组观察到冷却速度比使用典型参数观察到的要快，这与最近预测的强姆潘巴效应一致。

研究组的实验概述了加速去热和弛豫以达到热平衡所需的一般条件，并支持这样一种观点：姆潘巴效应不仅仅是关于水如何冻结成冰的科学猎奇（这是水的许多反常特征之一），还是一种具有广泛技术重要性的一系列异常弛豫现象的模型。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2560-x

（未玖编译）