杨黄浩发表nature论文

Nature: 指标季节性的分离揭示全球变暖已持续上万年

工业革命以来，人类活动引发的CO 2 度升高导致全球快速升温，显著影响着地球环境和人类 社会 。由于器测记录时限的有限性，通过地质记录定量重建过去温度，延长气候变化的 历史 ，对全面认识现代全球变暖在地球系统自然变率中的位置至关重要。

尽管古气候定量化目前已取得重要进展，但距我们最近的全新世（距今 11 700年以来），地质记录重建和古气候模拟的全球年均温变化存在显著差异。地质记录重建显示，温度在距今~10 000？6 000年处于峰值（“全新世大暖期”），其后逐渐下降，工业革命以来的全球变暖逆转了这一趋势（Marcott et al., 2013；Kaufman et al., 2020）；然而，古气候模拟则显示，全新世年均温呈现整体上升趋势（Liu et al., 2014）（图1）。上述温度变化的巨大差异，被称为“全新世温度谜题（Holocene temperature conundrum）”（Liu et al., 2014），一直困扰着古气候学者。解开该谜团的关键在于厘清：气候代用指标是否存在季节性偏差？古气候模式的气候敏感性和反馈过程是否存在偏差？

图1 重建和模拟的全新世全球年均温度变化，蓝线为多指标重建结果，黑线为模拟的年均温，红线为模拟的夏季温度（改自Liu et al., 2014）

最近，美国罗格斯大学的Bova博士和合作者在Nature上发表论文，提出了一种有效分离季节性信号新方法（seasonal to mean annual transformation, SAT），更好地重建了季节和年均温度变化（图2）。

图2 SAT方法在IODP U1485钻孔末次间冰期和全新世时段温度重建中的应用（Bova et al., 2021）。（a、e）钻孔所在纬度（3 S）最相关季节（8月）和年均太阳辐射变化；（b、f）重建和模拟的季节性温度变化；（c、g）计算出的季节性偏差值（ΔSST）；（d、h）校正后的年均海表温度变化

该方法的原理是：假设海表温度线性响应太阳辐射变化，重建温度变化（SST SN ）与最相关的季节性太阳辐射的相关性，如高于其与年均太阳辐射的相关性，则认为重建温度存在季节性偏差；季节性偏差因子（ɑ s ）由SST SN 与季节和年均太阳辐射的偏差值（ΔI）的线性回归获得（SST SN = ɑ s ΔI + ε s ），由此，得出重建温度的季节性偏差值（ΔSST = ɑ s ΔI ），进而获得校正后的年均温（MASST = SST SN - ΔSST）。季节性偏差因子的计算，基于末次间冰期（距今128 000-115 000年前）的海温重建数据，选择末次间冰期，原因在于该时期太阳辐射的季节性差异比全新世的大，而冰盖、温室气体等其他因素对温度的影响更弱，因此更易识别出温度的季节性信号。

首先，作者把这一方法应用到了位于巴布亚新几内亚东北部的海洋钻孔（IODP Site U1485）末次间冰期和全新世的温度重建（图2）。结果显示，重建温度与八月的太阳辐射变化最为相关，具有很好的季节性信号；校正后的年均海表温度变化在两个时段均呈现上升趋势，与同一地区的模拟结果基本一致（图2）。利用同样的方法，作者把模拟的季节性温度进行了校正，得到的年均温度变化趋势与模拟输出结果相一致，因此验证了方法的可靠性（图2）。

其次，作者进一步把SAT方法应用到40 S-40 N之间的海表温度重建（图3b）。结果显示，多数重建结果存在季节性偏差，且主要偏向于夏秋季，导致重建结果存在早中全新世大暖期（图3a、图3b）；然而，校正后的年均温则显示，全新世呈持续升温趋势（图3b），与模拟结果基本一致（图3c）；进而证实“全新世温度谜题”，可能主要源于气候代用指标的季节性偏差。

图3 全新世40 S-40 N海表温度重建、校正结果，以及温度变化机制（Bova et al., 2021）。（a）前人重建的全球年均温度变化（Marcott et al., 2013；Kaufman et al., 2020）；（b）40 S-40 N海表温度重建结果（红线）和校正后的年均温度变化（蓝线）；（c）模拟的年均温度变化及温室气体的贡献；（d）全球冰量变化和温室气体辐射强迫变化

在上述基础上，作者揭示出全新世年均海表温度长期增加的机理，全新世早中期（距今12 000-6 500年前）主要受冰盖、太阳辐射等驱动；而温室气体主导了包括工业革命以来，最近6 500年的全球变暖（图3c、图3d）。

主要参考文献

Bova S, Rosenthal Y. Liu Z. et al. Seasonal origin of the thermalmaxima at the Holocene and the last interglacial [J]. Nature, 2021, 589(7843):548–553.

Kaufman D, McKay N, Routson C, et al. A global database of Holocenepaleotemperature records [J]. Scientific Data, 2020, 7(1): 115.

Liu Z, Zhu J, Rosenthal Y, et al. The Holocene temperature conundrum[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014, 111(34): E3501–E3505.

Marcott S A, Shakun J D, Clark P U, et al. A reconstruction ofregional and global temperature for the past 11,300 years [J]. Science, 2013,339(6124): 1198–1201.

（撰稿：张文超， 吴海斌 /新生代室）

校对：覃华清

第一作者：Pin-Chun Shen, Cong Su, Yuxuan Lin, Ang-Sheng Chou

通讯作者：Pin-Chun Shen, Lain-Jong Li，Jing Kong

通讯单位： 麻省理工学院(MIT)，台湾积体电路制造公司(TSMC)

先进的超越硅电子技术既需要通道材料，也需要发现超低电阻接触。原子薄的二维半导体具有实现高性能电子器件的巨大潜力。但是，到目前为止，由于金属引起的间隙态(MIGS)，金属-半导体界面处的能垒(从根本上导致高接触电阻和较差的电流传输能力)限制了二维半导体晶体管。最近， 麻省理工学院(MIT)Pin-Chun Shen和Jing Kong，台湾积体电路制造公司(TSMC)Lain-Jong Li 等人 在国际知名期刊 “Nature” 发表题为 “Ultralow contact resistance between semimetal and monolayer semiconductors” 的研究论文。他们报道了半金属铋与半导体单层过渡金属硫化合物(TMDs)之间的欧姆接触，其中MIGS被充分抑制，TMD中的简并态与铋接触形成。通过这种方法，他们在单层MoS2上实现了零肖特基势垒高度，接触电阻为123欧姆微米，通态电流密度为1135微安/微米。就他们所知，这两个值分别是尚未记录的最低和最高值。他们还证明了可以在包括MoS2、WS2和WSe2在内的各种单层半导体上形成出色的欧姆接触。他们报道的接触电阻是对二维半导体的实质性改进，并接近量子极限。这项技术揭示了与最新的三维半导体相媲美的高性能单层晶体管的潜力，从而可以进一步缩小器件尺寸并扩展摩尔定律。

图1：半金属-半导体接触的间隙态饱和的概念

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