我国确定2024年粮食生产总体目标

学习期间，国确希尔曼曾多次挽留刘永坦，让他在英国做自己的助手，被刘永坦坚定地拒绝了：我的生命之根深深地扎在母亲的血脉当中。

全球变暖还会影响大气环流模式，粮食生导致气候系统发生复杂变化，进一步增加极端降水事件的频率和强度。艾伦是全球顶尖的地球系统科学学者，产总体也是气候问题的专家，曾在联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）任职。

揭开气候归因面纱 2003年1月，目标当泰晤士河的洪水不断地上涨，目标慢慢逼近牛津大学教授迈尔斯艾伦（Myles Allen）位于英国牛津南部的家时，他正在起草一篇后来发表在《自然》杂志上的评论《气候变化的责任》。此后20年里，国确归因科学开始逐步生根发芽。作者：粮食生刘栋 包淑婕 来源：粮食生澎湃新闻 发布时间：2023/8/21 8:51:30 选择字号：小 中 大 极端天气频繁袭来，气候变化是罪魁祸首吗？ 中国气象科学研究院副研究员孙劭：温度每上升1℃，大气中的饱和水汽大约增加7%，致使极端降水事件的发生频次、强度和影响范围明显增加。产总体气候变暖的直接影响是台风路径北移。目标这些都是近10年来没有发生过的。

此外，国确气候变暖的一个直接影响是台风路径北移，国确温暖的海水为台风提供了能量源，同时热带和温带之间的温度梯度减弱，意味着热带气旋将能够更有效地将水汽输送到更深远的内陆地区。粮食生气候变化是一个有技术解决方案的社会问题。在宇宙加热程度不高的情况下，产总体第一阶段的SKA低频阵将可以很好地测量到一维功率谱，而且有能力探测至较小的尺度。

这是因为，目标对于明亮的高红移类星体，观测时间增加到1000小时，非常弱的信号也有可能被提取出来。国确这也是为何这一方法被提出20年来还没有付诸实施的主要原因。目前只有少数几种观测方法——如强引力透镜观测、粮食生赖曼—阿尔法森林观测、粮食生银河系卫星星系观测等，不过这些方法也都有局限性，目前尚不能从根本上解答问题。首先，产总体为我们打开了观测宇宙的新窗口，让我们能够利用氢原子的21厘米谱线作为信号在射电波段对宇宙演化进行探测。

但是，信号和噪声的尺度依赖性是完全不同的，噪声在不同尺度上没什么差别，而信号代表着不同尺度的结团情况，二者区别明显。如果其运动速度接近光速，就是热暗物质模型。

那用什么来进行探测呢？氢原子的21厘米谱线几乎是目前已知的唯一的直接探测手段。当前的一些21厘米低频探测实验已经开始以这两种方式进行观测，而且得到了一些初步的观测数据。但暗物质到底是冷还是温？要想弄清楚这一点，关键是要精确测量宇宙小尺度上的结构，可这是极其困难的。面对这样的情况，温暗物质模型应运而生。

在频率空间中，宇宙加热很容易使信号幅度降低而被埋葬到噪声中难以探测。这一方法的发展对于解开暗物质和宇宙早期天体形成的奥秘具有重要意义，通过更深入的观测和分析，我们有望在不久的将来获得关于暗物质性质和早期星系形成的更多见解，进一步拓展对宇宙的认知。暗物质是冷还是温？宇宙小尺度测量是关键 宇宙的第一代星系在暗物质晕中形成。我们借助高动态范围的跨尺度建模，模拟了21厘米森林的观测，从而进一步利用模拟数据开展贴近实际观测的数据分析研究。

实际上，宇宙早期的加热历史也是天体物理和宇宙学中一个基本且未解决的问题，它与第一代星系的形成有直接的联系。如果可以用射电望远镜探测这些信号，那么就可以用21厘米谱线信号追踪星系。

最初10亿年，宇宙如何从黑暗走向光明 宇宙如何从黑暗走向光明？这对于深刻认识星系和宇宙结构的形成和演化具有重要意义。在现代宇宙中，星系中的中性氢仍在不断地辐射21厘米谱线信号。

由于21厘米森林探测的实现与高红移背景射电源的观测密切相关，因此下一步是继续发展和建设大型射电望远镜（如SKA），以提供足够的灵敏度和角分辨率来观测高红移的射电亮源。暗物质的本质，是当前基础科学中最重大的科学问题之一。因此，如果实施统计分析，把时间频率测量转换为空间频率测量，那么在新的空间中信噪比即可显著提升，而信号的统计特征也可随之浮现。中性氢原子的21厘米谱线为我们探索宇宙提供了巨大的机遇。也就是说，在早期宇宙探索中，以CMB光子为背景光源，可以做两种21厘米谱线信号的观测，一个是全天平均频谱测量，一个是断层扫描测量。由于运动速度快得多，相比于冷暗物质模型，温暗物质模型可以在一定程度上抹平一些小尺度结构，从而弥补冷暗物质模型的不足。

这两种观测方式是最主流的21厘米谱线观测方式。假设一个合理的观测时间，例如100小时，将观测时间分成两半，两次测量的结果做交叉相关。

这样的测量方法极大地提升了探测的灵敏度。在宇宙再电离时期，气体被加热，氢原子会发射21厘米信号。

如果21厘米森林信号是可以被探测到的，那么它本身也会成为宇宙加热历史的绝佳探针。如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的来源，并自负版权等法律责任。

最终，在宇宙年龄接近10亿年的时候，宇宙星系际介质中的氢原子几乎被完全电离。即便有诸多优点和不可替代性，21厘米森林也是一个非常冷门的宇宙学探针。这项研究清晰地展示了21厘米森林的一维功率谱确实可以成为一石二鸟的宇宙学探针，帮助推进我们对早期宇宙的理解，并为窥探暗物质和第一代星系的奥秘提供了极有前景的新途径。然而，早期宇宙结构形成的加热效应会轻易抑制21厘米森林信号，使探测变得非常具有挑战性——信号对温度很敏感，一旦加热比较严重，信号就会很容易被埋葬到噪声中，以致于很难测到。

因此，我们需要用低频射电天线来接收这些信号。测量21厘米森林的一维功率谱不仅可提高灵敏度，从而使探测成为可能，还提供了区分暗物质效应和早期宇宙加热效应的方法——对于暗物质粒子质量的限制，21厘米森林在高红移处提供了一种可行的探测手段，探索了其他观测无法触及的尺度和红移范围。

在宇宙加热程度较高的情况下，如果有多个背景射电源可用，则用第二阶段的SKA低频阵仍可实现较好的探测。那用什么来探测宇宙最初的10亿年呢？由于宇宙的最初演化阶段是一片黑暗的，光学和红外望远镜无能为力，要想探测到这个时期无比困难。

在冷暗物质模型中，大型星系周围存在大量的卫星星系，而在实测中看到的卫星星系数量与之相比要少得多。因此，我们面对着双重的难题，一是弱信号如何提取的问题，二是暗物质效应与宇宙加热效应难以区分的问题。

从宇宙学的角度来看，就有了一个利用射电手段测量宇宙大尺度结构的方法。随着星系以及星系中的恒星和黑洞形成，恒星的紫外光子溢出星系，逐步电离星系际介质中的氢原子，同时恒星和黑洞产生的X射线也开始对星系际介质进行加热。例如，宇宙再电离时期的21厘米信号的波长在今天已经被拉伸到1.5~2.3米。黑暗时代持续了大约一亿年左右。

宇宙黎明开始了，星系的光开始照亮宇宙。特别是暗物质效应和宇宙加热效应对21厘米森林统计特征的影响是完全不同的，如此一来，就可以通过该分析同时测量这两种效应。

对于信号来说，这就是自相关测量，而对于噪声来说，交叉相关将可对其进行抑制。因此，如果以CMB光子为背景光源，我们就可以对这些21厘米谱线的信号进行探测。

在宇宙大尺度结构的形成上，它也可以很好地解释宇宙学观测数据。（作者：徐怡冬 张鑫，分别系中国科学院国家天文台副研究员、东北大学教授） （原标题：刺探宇宙最初10亿年） 特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性。