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1000年来的最高温！全球变暖影响到遥远的格陵兰冰盖顶部
【导读】
国际学术期刊《自然》（Nature）近日在线发表的一篇论文报告称，研究人员通过钻取冰芯，对公元1100年至2011年格陵兰中北部进行温度重建发现，格陵兰冰盖的近期温度是过去1000年里最高的。2001年至2011年的冰盖温度比20世纪的温度平均高了1.5摄氏度。该论文的通讯作者和第一作者为德国阿尔弗雷德·魏格纳研究所的资深科学家玛丽亚·赫尔霍尔德博士。
格陵兰冰盖在全球气候系统中扮演着重要角色，它的体积很大，储存了大量的水。格陵兰冰盖融化对海平面上升的影响越来越大。如果全球二氧化碳等温室气体的排放率不减，预计到2100年格陵兰冰盖将使全球平均海平面上升50厘米，这将影响数百万人。
从冰川积累区钻取的圆柱状雪冰样品——冰芯，不仅记录着过去气候环境自然变化的信息，而且记录着过去人类活动对于气候环境的影响。
在20世纪90年代，团队成员从格陵兰东北部收集了冰芯，但这一记录在1995年就结束了。研究团队在2012年回去重新考察了一些旧的钻探地点，并钻取了延伸岩心，使先前的记录延长到2011年。
在以前的研究中，气象站和不同的气候档案，如树木年轮或沉积物岩心，在统计上结合起来重建过去的温度，但这样的研究方法可能低估了自然气候的变异性。而他们团队的方法的简单性在于，使用冰芯阵列来重建整个研究时期的温度。
他们得到了格陵兰中北部前所未有长度和质量的温度重建，因而，能够研究过去以及最近的温度趋势和自然变率（natural variability）。
在格陵兰岛中北部的记录中，他们发现2001-2011年是过去千年中最热的十年，比20世纪高1.5摄氏度。这些上升的温度超出了工业化之前自然变率导致的温度变化，是人为驱动的全球变暖和自然变率的叠加结果。研究表明，全球变暖已经影响到了遥远的格陵兰冰盖顶部。
他们进一步发现，冰盖顶部温度与格陵兰岛范围内的融水径流之间存在着较强的相关性。
玛丽亚表示，他们的研究存在一些需要进一步完善的地方。首先，他们的研究于2011年结束，因此，他们希望将相关记录进一步延续到二十一世纪。其次，在温度重建中仍然存在不确定性，这就是为什么他们将研究解释限制在十年时间尺度上。此外，由于缺乏长期观测，全球变暖对海拔高达3000米的冰盖部分的影响仍不清楚。这些是他们将来要去做的事情。
玛丽亚还介绍了研究中的一些难点，比如，工业化前的这一时间段由自然变率导致的温度变化几乎没有气象站数据可用。此外，冰芯中的稳定水同位素能够重建过去的温度，但单个冰芯记录是杂乱无序的，因此必须使用冰芯阵列。总之，必须学会破译气候信号是如何记录在冰芯中的，并研究这些冰芯是如何成为一个可靠但有噪音的温度计的。
论文信息：
标题：Modern temperatures in central–north Greenland warmest in past millennium
出版信息：Nature，18 January 2023
DOI：10.1038/s41586-022-05517-z
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中国科大利用光力系统实现非互易频率转换
【导读】
中国科学技术大学郭光灿院士团队在腔光力系统研究方面取得新进展。该团队的董春华教授研究组通过光辐射压力实现两光学模式和两机械模式间的相互作用，进而实现了任意两模式间全光控的非互易频率转换。该研究成果1月6日发表于《物理评论快报》。
光学和声学非互易器件在构建基于光子和声子的信息处理和传感系统中是非常重要的元器件。虽然磁诱导非互易已广泛应用于分立光学非互易器件，但在器件集成化方面仍面临挑战。同时，磁诱导声学非互易由于效应较弱，也难以实现集成的声学非互易器件。腔光力学系统是实现无磁非互易的有效系统之一，在之前的工作中研究组已经演示了基于腔光力相互作用的无磁光学环形器。
此次工作中，研究组研究了单个微腔中光子和声子的非互易转换。利用两个光学模式和两个机械模式通过光力相互作用构成闭环四模元格，这四个模式具有完全不同的频率，分别为388 THz、309 THz、117 MHz和79 MHz。研究组演示了四个模式中任意两个节点之间的非互易转换，包括声子-声子（MHz-MHz）、光子-光子（THz-THz）和光子-声子（THz-MHz）的非互易转换。该非互易转换的原理正是利用光力微腔中的多个模式构建人工规范场，通过控制光的相位实现规范场中几何相位，从而可以实现全光控制的灵活的非互易转换。接下来，在该元格中引入第三个机械模式，实现了声子环形器，该环形器的方向受两个独立的控制光相位决定。
研究人员认为，该实验结果可以推广到微腔内其他的光学模式和机械模式，构建更多节点的混合网络，实现信息在混合网络中的单向传输，这在通讯和信息处理领域具有潜在的应用，特别是在光学波分复用网络和用于连接不同频率下工作的分立量子系统。
论文信息：
标题：Nonreciprocal Frequency Conversion and Mode Routing in a Microresonator
出版信息：Phys. Rev. Lett.，06 January 2023
DOI：10.1103/PhysRevLett.130.013601
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