电化学加载提高金属靶中氘聚变速率
能源应用的核聚变研究旨在创造条件,释放比触发聚变过程所需更多的能量。为了产生有意义的能量,氘等燃料需要在空间上受限制,以增加粒子的碰撞概率。为此,研究人员探讨了用氘燃料电化学加载金属晶格是否会增加核聚变事件的概率。
研究人员创建了一个台式聚变反应堆,实现了用氘离子轰击钯金属靶。这些氘离子在钯金属中发生氘-氘聚变反应。研究人员发现,将氘原位电化学加载到钯靶中可使氘-氘聚变速率提高15%。该实验展示了金属靶在电子伏特能级上的电化学加载如何影响兆电子伏特能级上的核反应。
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https://doi.org/10.1038/s41586-025-09042-7
海洋环流减弱驱动热带降雨变化机制获验证
全球变暖下的热带降雨预测存在高度不确定性。这主要是因为大西洋经向翻转环流(AMOC)减弱情况下的气候响应不明确。尽管AMOC减弱可以大幅改变热带降雨模式,但人们对高纬度变化与热带水文气候之间的物理机制知之甚少。
研究人员证明了AMOC的减弱通过高纬度冷却向热带北大西洋传播,驱动了热带降雨广泛变化。他们利用气候模型模拟和Heinrich Stadial 1(HS1)时期的古气候记录,验证了这一机制。HS1时期AMOC明显减弱。
在模型中,盛行东风和盛行西风通过热带及亚热带北大西洋上空的冷空气将气候信号传递到太平洋和印度洋。海气相互作用将这种响应传递到太平洋和印度洋,改变了远至印度尼西亚、安第斯山脉热带区和澳大利亚北部的降雨模式。
在全球变暖情景下出现了类似的遥相关,产生了一致的多模型热带水文气候变化模式。这一经过古气候验证的预测表明,中美洲、亚马孙和西非地区普遍干旱,脆弱的生态系统面临严重干旱的风险增加。
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https://doi.org/10.1038/s41586-025-09319-x
人为排放驱动北太平洋气候变化
太平洋年代际振荡(PDO)是驱动北太平洋及周边大陆变化的主要气候变率模式,此前被认为是由气候系统内部过程产生的。根据这一范式,PDO的特征性不规则振荡源于北太平洋和热带太平洋海-气相互作用的一系列机制。
最近海-气耦合系统的变化,如2015年的厄尔尼诺,本应已将PDO转变为正相位。然而,30多年来,PDO一直处于持续下降的趋势,使附近地区受到一系列稳定的气候影响。
研究人员发现,20世纪PDO指数的主要多年代际变化,包括持续数十年的负趋势,主要是由人为排放的气溶胶和温室气体驱动的,而非内部过程。这种人为影响以前未被发现,因为当前一代气候模型低估了强迫气候变率的幅度。
一种新的归因技术在统计学上纠正了这一错误,外部强迫的PDO变化表明,此前观测到的PDO影响,如美国西部持续数十年的干旱,可在很大程度上归因于人类活动。
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https://doi.org/10.1038/s41586-025-09368-2
(未玖编译)
《中国科学报》 (2025-08-28 第2版 国际)