年終盤點：2015年，這些人，那些事

科學探索的腳步即將邁入新一年。

　　中國氣象報整理收集了到目前為止，入選科學領域年度盤點的與自然科學尤其是大氣科學相關的人物和事件。

　　這些年度盤點包括《自然》十大科學人物、《自然》十大科學事件、《科學》十大突破、《物理世界》十大突破、《科學美國人》十大科技成就等。

　　此外，還梳理了年底卸任的世界氣象組織秘書長雅羅的成就，回顧了那些在社會上引起反響的氣象相關事件。同時，還展望了2016年或將趨熱的自然科學研究領域。

　　雖然，入選人物和事件並不能完全代表和概括自然科學領域最前沿的成就。但我們通過這些，一方面能夠看出，自然科學探尋真相之不易；另一方面也可知，自然科學尤其是大氣科學，逐漸與其他社會科學交織融合，越來越為人們所關注。這或許會為科學家找尋研究方向、造福人類社會開啟新的大門。

　　事件

　　通往巴黎之路

　　入選《自然》十大科學事件

　　如果氣候變化巴黎大會再達不成新協定，人們恐怕就不知道如何才能避免氣候變暖的災禍了。

　　所以今年，全世界開始認真對待氣候變化。在這一年裡，承諾減排的國家日益增多——氣候變化巴黎大會召開時已達到184個。12月初，「全球碳計劃」的研究人員報告稱，全球碳排放在2015年會減少0.6%。

　　在通往巴黎的道路上，碳排放大國——中國和美國創造了動力。中國宣布將啟動碳排放總量管制與交易制度。而在多年猶豫不決後，美國總統奧巴馬終於對從加拿大輸送石油到美國煉油廠的「拱心石XL」管道說不。

　　教皇弗朗西斯也參與了進來。6月，他發布了一份關於環境的教皇通諭；9月到訪北美進行演講，就氣候變化危險和應對氣候變化的迫切需要發出警告。

　　最終，人們在12月12日簽署了里程碑式協定。各國承諾減少溫室氣體排放，使變暖保持在2℃範圍內。

　　很多科學家認為，越過2℃臨界點後，全球將經歷與變暖相關的生態和經濟混亂。不幸的是，同工業化前水平相比，目前全球平均地表溫度已高出1℃，而2015年可能成為有記錄以來最暖的一年。

氣候變化巴黎大會現場。

　　冥王星等微小世界的新大陸

　　入選《自然》十大科學事件、《科學》年度十大突破

　　在對太空的探索中，矮行星佔據了主導地位。2015年，冥王星和穀神星等微小世界破天荒迎來宇宙飛船到訪。

　　「新視野」號宇宙飛船在7月14日飛過冥王星，發現這裡是由冰山、氮冰川及平坦寒冷的平原構成的地質仙境。這讓入選了《自然》十大科學人物的「新視野」號任務首席研究員阿蘭?斯坦恩等很多行星科學家大為吃驚。他們開始研究是什麼誘發了地質活動，從而創造了這樣的冥王星。

　　從3月開始，穀神星也逐漸展現在世人面前。當時，其引力將「黎明」號宇宙飛船吸入其軌道。這個黑暗、富含水的天體擁有很多秘密，包括金字塔形的山峰、反射光線的鹽結晶亮斑以及早晨籠罩在火山口周圍的神秘陰霾。

　　「羅塞塔」飛船繼續在67P/楚留莫夫-格拉希門克彗星附近環繞。它的「菲萊」著陸器在2014年11月一次顛簸的著陸後被認為已經死去，但今年6月卻突然復活，此後又陷入沉寂。今年，分析了「羅塞塔」數據的研究人員報告稱，氧氣正從這顆彗星上湧出。

　　關於火星，科學家首次獲得了太陽風剝離掉火星大氣層的詳細測量數據；他們還發現火星上有液態水的證據。

　　關於土星，「卡西尼」號宇宙飛船證實，一片埋藏在土衛二地表下的海洋延伸到整個星球，使其成為尋找生命的誘人地方。

冥王星等微小世界的新大陸。

　　人工地震

　　入選《自然》十大科學事件

　　石油、天然氣開發以及其他人類活動被認為觸發了從瑞士到印度和中國的全球性地震，但沒有一處地方像美國俄克拉何馬州那樣擁有如此多發的地震。2009年，該州地震活動不斷增加。今年，俄克拉何馬州經歷了迄今為止最多的地震。

　　4月，官方人士最終承認了能源工業可能起到的作用。俄克拉何馬州地質調查局宣布，將廢水注入地下的石油和天然氣井或許是罪魁禍首，幾千萬升液體的注入改變了斷層壓力，增加了地震可能性。作為回應，管控石油和天然氣開發的俄克拉何馬州企業委員會削減了地震頻發區域內所允許建造廢水處理井的數量。

　　美國頁岩氣開採的主要方法就是水力壓裂，它除了對地震「負責」，還被環保組織冠以水污染、致癌等名號。在一些地區，這一方法已被叫停。 開採技術和開採量掛鉤，如此一來，國際能源格局是否也會發生「地震」呢？

人工地震。

　　輻射冷卻材料或為建築防熱外衣

　　入選《科學美國人》十大科技成就

　　在逐漸變暖的世界，如何在減少能源消耗的同時還能冷卻工作和生活環境？

　　美國斯坦福大學的研究人員認為，部分解決方案是讓吸熱建築材料吸收陽光並將熱能發散到外層空間。

　　斯坦福大學研究團隊創建了一種非常有效的「鏡面」。這種材料由二氧化鉿、二氧化硅以及一層銀、鈦和硅構成的基層組成，能夠反射97%的太陽光。二氧化硅原子表現得像個小天線，在帆板一側吸收空氣中的熱，另一側則放熱。這種材料的輻射波長在8納米到13納米之間。對這些波長來說，地球大氣層簡直就是透明的，所以熱量可以耗散到太空中，而非加熱建築物周圍的空氣。即使陽光直射，直徑20厘米的矽片冷卻器也能將溫度降低到比周圍空氣低5℃。

　　研究人員認為，利用太陽這個巨大熱源，並將地球視為宇宙中巨大散熱器的想法非常有趣，而這只是探索可再生能源的開始。

建築防熱外衣。

　　首次探測系外星球可見光

　　入選《物理世界》十大突破

　　一個國際天文學團隊首次直接探測了太陽系外星系的可見光光譜。他們利用高精度徑向速度行星搜索器（HARPS）探測飛馬座51星（51 Pegasi b）的可見光。飛馬座51星1995年被發現，是顆類太陽恆星。

　　當前，研究系外行星大氣層最廣泛的方法是光譜透射技術，即在系外行星經過母星時（類似於凌日），觀察母星的光在透過行星大氣層時的光譜。新方法是在恆星運動至行星前面時觀察整個系統。該新方法不依賴於「行星凌日」，使得行星光譜可以直接在可見光波段探測，由此得到其他方法無法研究的行星新特徵。

　　該研究小組負責人戈奇?馬丁斯稱，這種新的探測技術可以測量行星實際質量和軌道傾角，還能估算行星反射率，推斷行星地表和大氣層的組成。

　　由此，科學家或許可以在太陽系外尋找更多宜居星球了。

探測系外星球可見光。

　　深層地幔柱研究漸熱

　　入選《科學》十大突破

　　幾億年來，幾近所有的大型滅絕發生時，總能在當時地層中找到某次巨型岩漿溢流災難的影子，這就引出了地幔柱的概念——它是在極短時間內大規模釋放內部核熱的極端手段，能將地球最深處的熱能直接輸出到地表，輸出到大氣圈、水圈、生物圈這些地表的圈層。

　　地球幾大圈層都對其有所反饋，如它以火山形式輸出，其輸出的二氧化碳會影響地球氣候。在極端的氣候冷熱失調下，生物圈就只能有一種回饋方式了——滅絕。

　　40多年來，科學界一直爭論地幔柱是否存在，究竟是否會延伸3000千米到達地球岩石層，還是只存儲在地下較淺層的岩漿庫中。通過斷層掃描技術，科學家發現，起源於地核向上流動的地幔柱的確存在。科學家已檢測到28股從地核湧來的熱柱，有的甚至可達800千米厚度，這是此前理論模型預測值的3倍。

　　儘管地質上基本時間單位都是「百萬年」，地球圈層就算受到影響也是極為緩慢的過程。但地球物理學家會重新思考地幔的運行方式，希望通過新技術最終揭示地球內部細節。

深層地幔柱研究漸熱。

　　其他事件

　　2015或為最暖年

　　到目前為止，它沒有入選年度科學事件，但對氣象界甚至整個人類社會來說，都是一件天大的事。世界氣象組織（WMO）發布2015年全球氣候狀況臨時聲明指出，2015年可能是有記錄以來的最暖年份，而2011至2015年也將成為歷史上最暖的五年。

　　汽車工業的骯髒秘密：入選《經濟學人》年度十大封面

　　大眾公司通過在1100萬輛柴油車上安裝軟體，以通過美國嚴格的氮氧化物排放檢測。車一開出實驗室，就關閉排放控制，開始以40倍排放標準的規模吐出尾氣。

　　美國參議院投票表決氣候變化是否是一場騙局（98人認為不是騙局，僅1人認為是）、荷蘭科學家製造了世界上最大的人造浪、美國參議員泰德?科魯茲在聽證會上斷言「地球科學並不複雜」而遭地球科學家抨擊，這些事件入選科學爆料人（ScienceInsider）年度十五大科學故事。（孫楠）

　　人物

　　克里斯蒂娜?菲格雷斯《聯合國氣候變化框架公約》秘書處執行秘書

　　入選《自然》十大科學人物

　　她長著一頭棕色短髮，一隻眼睛藍色，一隻眼睛淡褐色。身高僅152厘米的她，常被下屬形容為「小火山」。

　　她的父親何塞?菲格雷斯?費雷爾曾領導哥斯大黎加1948年內戰並三次當選總統，她的兄弟也在上世紀90年代擔任總統，她的母親也曾在國會任職。菲格雷斯在她幼年時曾見到過一種蟾蜍，但是她的女兒卻沒有見過。這種蟾蜍的滅絕與氣候變暖息息相關。這讓她打破了自己在哥斯大黎加的舒適區域，踏上了國際環境保護的競技場。

　　1997年，她曾作為哥斯大黎加代表團的一員，參與《京都議定書》談判。在2009年氣候變化哥本哈根大會失敗之後，她於2010年被任命為負責氣候變化的最高級別官員。挽救氣候談判的頹局，成為她的任務。

　　「她的工作也許是這個世界上"責權比』最大的。」《紐約客》如此形容，她的責任是敦促《聯合國氣候變化框架公約》締約方國家達成協定，但卻幾乎沒有任何權力。

　　今年，她和往年一樣主持氣候變化大會，小心翼翼當著「掌舵手」，通宵達旦在各國間溝通協調，回答記者各種尖銳問題，在最後時刻向各國施壓。如今《巴黎協定》達成，她入選年度人物，實至名歸。

　　米歇爾?雅羅世界氣象組織（WMO）秘書長

　　他不是年度科技人物，但任職WMO秘書長12年、將於今年12月31日卸任的他對氣象界卻功不可沒。卸任之際，他自豪地說：「過去50年，在眾多科學學科里，氣象學和氣候學的進步最為顯著。」

　　在他任職期間，WMO逐步提升在聯合國體系內針對天氣、氣候和水的權威發聲，世界氣象事業得到了迅速發展。雅羅重視WMO科技項目建設，他在任期間，締結了新的戰略聯盟和夥伴關係，充分調動資源進行能力建設。對於重大事件，他往往親力親為。例如，在他的努力下，WMO和國際科學聯合會理事會發起2007-2008年國際極地年計劃，研究領域涵蓋氣象學、氣候學、海洋學、冰川學、地質學、生物學、地球科學、遙感科學和社會科學等。另外，在他的推動下，2009年召開的第三次世界氣候大會建立了「全球氣候服務框架」。2012年，他成為聯合國水機制組織主席。

　　他在告別演講中說，當他9歲時，父母送給他一座個人天氣站。此後3年，他每天都會對天氣進行測量和觀測，並把數值記錄下來。「那時，WMO才成立10年，我並沒聽說過這個組織。沒想到，有一天我成為它的一員，並指揮它對世界天氣、氣候和水資源進行監測，這使我感到驚喜和光榮。」

　　為表彰雅羅的貢獻，WMO決定授予他「名譽秘書長」稱號。（郝靜）

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