自然科学
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双碳目标下前沿技术部署与进展报告刘琦岩 等在《人类 21 世纪备忘录》①一文中,徐冠华院士等人提出了人类历史进程中存有“三大不动点议题”的论述——在人类文明的历史阶段,发展主题始终围绕能源、食品和健康三大议题展开。这三大议题是人类发展诸多议题中基础中的初始基础,支柱中的核心支柱。这三大议题当中每部分内容都用来刻画过生命赖以维系的要素指标或命名过某个历史阶段,如化石能源时代、核动力时代、刀耕火种、稻作文明、水产经济、能耗指数、蛋白质摄入量、可再生能源阶段、自然疗法时代、基因疗法时代等。这三大议题每个又都具有宏观累积效应——个体的或局部的问题,会以极快的速度累积成为巨大的、风险性极高的社会难题。其中,能源议题同食品与健康议题又不太一样, 因为对于温饱和健康状态的认知,个体和群体之间有很多通感。能源议题受地域、生产方式影响很大,它更多地取决于环境的变量与供给。这也许是相对于其他觉识,能源自觉更晚到来的一个原因。这里所讲的能源自觉,就是指人们对人与能源关系的认知、评价和主动改善的思考。人类的能源自觉只是近现代才产生并得到持续丰富的觉识,代价甚高,来之不易。 影响这三大议题的关键因素主要有 3 个方面:需求、科技和制 度。其中的科技,又是关键中的关键。因为需求有给定的方面,制度 总是事后成型的,只有科技既影响着需求的自我满足水平,又影响着 相关社会管理治理的体制机制。另外,需求和制度又反过来影响着相 关科技的发展、吸纳和运用。所以,关于科技前瞻展开的维度,除科 技自身外,也主要是从社会需求与制度选择中进行分析预测的。“环球同此凉热”,过去诗人的感慨如今已是全球共情共鸣的能源话题。面对气候变化、双碳约束、大气治理等日趋紧迫的全球问 题,能源科技和产业发展被认为承担着重要责任。从这个意义上讲, 主动感知、预测未来能源科技的方向和领域,是人类能源自觉的一种体现。对能源科技的谱系化、结构化分析,同时深入分析人与能源的关系、人类应用能源的各类场景、人类研发各类能源的潜力,这是 构建人类可持续发展社会的必修课。人类的能源自觉从缘起到现在, 在不断丰富和升级,并深受能源材料科技、能源互联网、绿色理念、 清洁制造、可持续发展、同一地球、人类命运共同体等诸多内容的 影响。因此,当今关于能源科技的感知和预测越来越精细,影响面 也越来越广。受新科技应用带来的改变,能源从生产端到消费端, 包括期间的过程、通道等都在发生巨大的变化。很多人类活动的空 间过去纯粹是能源消费单元,现在凭借能源新科技、新方式,加快 转变为绿色能源生产单元,在实现自身能源平衡的同时增加对全社 会能源平衡的贡献。实际上这给新能源技术体系带来很多新的架构、 新的业态和新的议题。“环球同此凉热”,气候变化事关全球社会经济可持续发展,积极应对气候变化已成为全球各国的共识。联合国政府间气候变化专 门委员会(IPCC)的评估报告越来越清楚地表明,人类活动是引起 气候变化的主要原因。截至 2020 年,全球已有 54 个国家实现碳达 峰, 占全球碳排放总量的 40%,且多数为法国、德国、美国、日本、 英国等发达国家,并提出到 2050 年实现碳中和。2020 年 9 月 22日, 以习近平同志为核心的党中央审时度势,做出中国加快实现碳达峰、 碳中和(以下简称“双碳”)目标的重大决策,充分体现了中国作为 负责任的发展大国,把应对全球气候变化、推动生态文明建设当作 自身高质量发展的内在要求,彰显了中国构建人类命运共同体的责 任担当,对于中国乃至全球未来可持续发展均具有重要的战略意义。 法国、德国、美国、日本、英国等发达国家在发展过程中重视 应对气候变化的双碳前沿技术的规划部署,实施了一系列科技计划 与研发措施,取得了一系列技术进展。国际能源署(IEA)、国际可 再生能源署(IRENA)、全球风能协会(GWEC)、国际原子能机构 (IAEA)等国际组织机构也围绕太阳能、风能、核能等技术发布了 一 系列研究报告,提出了一系列促进清洁能源技术发展及低碳发展的 对策与建议。这些前沿技术部署与研发,对于我国政府相关管理机 构、科研院所、企业等创新主体,及时了解前沿技术动态,把握发 展态势,做好决策部署和创新准备,具有显著的借鉴意义。 为积极支撑科技创新驱动以实现双碳目标,科技部成立了碳达 峰碳中和科技工作领导小组,负责组织与协调各司局双碳相关工作。 领导小组在第一次会议中就提出要尽快形成《碳达峰碳中和科技创新行动方案》的研究计划,并推进《碳中和技术发展路线图》的编 制,推动成立“碳中和关键技术研究与示范”重点专项。中国科学技 术信息研究所(以下简称“中信所”)作为科技部直属事业单位,积 极配合相关工作安排,新成立了“区域创新发展研究中心”,并安排 所重点一期与二期双碳关键技术相关项目,统筹协调、积极开展与双 碳相关的情报跟踪监测与研究工作,中信所特意组织区域创新发展 研究中心的研究团队编撰本书,根据所承担任务要求,主要在新能 源、低碳减碳零碳方向选取了 7 个技术领域,对当今全球主要发达国 家的能源科技、产业、经济的创新发展给予了深入的研究分析。在研 究过程当中,支撑了有关部门与地方政府关于双碳议题的科学决策,促 进了相关科研院所、高校、企业、政府等主体围绕双碳目标实现深入的 交流互鉴。本书共分为 7 章。第 1 章主要介绍太阳能技术相关法律法规、战 略与研发计划部署,主要国家太阳能技术研发投入,太阳能技术论 文与专利,以及太阳能技术最新进展等;第 2 章主要介绍风能技术相 关法律法规、战略与研发计划部署,主要国家风能技术研发投入,风 能技术论文与专利,以及风能技术最新进展等;第 3 章主要介绍核能 技术相关法律法规、战略与研发计划部署,主要国家核能技术研发投 入,核能技术论文与专利,以及核能技术最新进展等;第 4 章主要介 绍氢能技术相关法律法规、战略与研发计划部署,主要国家氢能技术 研发投入,氢能技术论文与专利, 以及氢能技术最新进展等;第 5 章 主要介绍燃料电池技术相关法律法规、战略与研发计划部署,主要国 家燃料电池技术研发投入,燃料电池技术论文与专利,以及燃料电池 技术最新进展等;第 6 章主要介绍 CCUS 技术相关法律法规、战略与 研发计划部署,主要国家 CCUS 技术研发投入,直接空气捕集 CO2技 术论文与专利,以及 CCUS 技术最新进展等;第 7 章主要介绍储能技 术相关法律法规、战略与研发计划部署,主要国家储能技术研发投 入,超级电容器技术论文与专利,以及储能技术最新进展等。 -
横断山区大气科学野外认知实习指导书金莉莉,袁俊鹏,苏秦 编本书是云南省高等学校大学本科大气科学专业野外认知实习的指导教程。全书内容分6章。介绍了总体设计、实习区概况、实习路线、实习分区、实习方法和实习报告编写。针对大气科学实习的实际,分别对云南昆明地区、大理地区、高黎贡山、丽江地区和香格里拉地区等五个实习区的自然地理概况、代表性实习路线、各观测点实习内容等进行了详细介绍。全书每章均设置思考题,便于学生研究学习。本书重点突出、内容丰富,可作为高等院校大气科学、地理科学、资源科学等相关专业野外实习的教学参考书,还可供云南地区科普、野外考察、修学等人士阅读使用。 -
黄河流域降水特征与成因研究刘静,靳莉君 著本书在介绍黄河流域年平均降水、暴雨及降水极值特征的基础上,进一步对流域不同区间的降水及其环流背景进行了描述,其中包括兰州以上连阴雨气候特征及大气环流背景和前兆信号、黄河中游暴雨环流分型及物理量诊断分析、三花区间热带气旋暴雨特征及其环流配置等内容,最后对黄河流域2010年以来的典型致洪降水过程进行个例分析。本书可供从事黄河流域气象预报的业务技术人员以及相关科研人员使用,也可为对黄河流域降水有浓厚兴趣的读者们提供便利。 -
水库涉水侵蚀对岸坡稳定性影响及护坡效果研究刘修水 等 著本书针对水库消落区涉水土质滑坡和侵蚀的降雨、水位变化以及风浪作用对岸坡稳定性的影响机理,提出了一种改进的BSTEM迭代算法,建立了降雨、近岸坡水流、水库水位、地下水以及风浪侵蚀影响的水库岸坡崩岸数字模型,实测验证了典型水库岸坡崩岸过程模型,证实了新建模型能更好地预测各种因素作用下岸坡稳定和崩岸宽度变化规律。在植被生态护坡研究中,采用RipRoot方法,探究了不同水位时期以及降雨条件下植被种类、种植位置等因素对生态护坡的影响,表明植被根系可以通过增强土壤黏聚力与调节渗流过程增加岸坡稳定性。本书可供从事水利水电工程设计、施工、科研等科技人员学习,亦可作为高等院校师生参考。 -
白洋淀鱼类图鉴肖国华,刘存歧,张碧函 编《白洋淀鱼类图鉴》由肖国华,刘存歧,张碧函编著 -
地理通论纲要郑达贤,陈加兵,郑衡泌《地理通论纲要》以纲要形式阐述了地理学整体共同的研究对象和基本范畴,地理研究的主要思维方式,地理调查和测度、分析与综合和评价的主要内容和方法,介绍了地理的主要应用领域。在纲要之后用556条注释具体阐释了纲要中的主要概念、术语和观点。 -
楼理论及其在几何和拓扑中的应用季理真、黎景辉、梁志斌、周国晖本书的内容是关于楼(building)理论及其在几何和拓扑中的应用。楼作为一种组合和几何结构由Jacques Tits引入,作为理解任意域上保距还原线性代数群结构的一种方法,Tits因此项工作获得2008年Abel奖。楼理论是研究代数群及其表示的必要工具,在几个相当不同的领域中具有重要应用。本书的第一部分是作者专为国内学生学习楼理论准备的导读资料,其中特别注重利用例子说明问题,可读性很强;第二部分则综述了楼理论在几何与拓扑方面的应用,不仅总结了近些年楼理论研究的成就,还提出了未来的研究方向。本书是一本观点较高、极具学术价值的数学学习资料,可供我国高等院校代数及相关专业作为教学参考书使用。 Symmetry is an essential concept in mathematics, science and daily life, and an effective mathematical tool to describe symmetry is the notion of groups. For example, the symmetries of the regular solids (or Platonic solids) are described by the finite subgroups of the rotation group SO(3). Therefore, finding the symmetry group of a geometric object or space is a classical and important problem. On the other hand, given a group, how to find a natural geometric space which realizes the group as its symmetries is also interesting and fruitful. One of the most useful or beautiful class of groups consists of algebraic groups, and their corresponding geometric spaces are given by Tits buildings. Originally introduced by Tits to give a geometric description of exceptional simple algebraic groups, buildings have turned out to be extremely useful in a broad range of subjects in contemporary mathematics, including algebra, geometry, topology, number theory, and analysis etc. Since the theory of algebraic groups is complicated, the theory of buildings can be technical and demanding by itself. This book gives an accessible approach by using elementary and concrete examples and by emphasizing many applications in many seemingly unrelated subjects. The reader will learn from this book what buildings are, why they are useful, and how they can be used. -
长江下游地区常见硅藻图集王全喜,尤庆敏本书收录了我国长江下游地区常见硅藻植物 2纲 11目 28科 115属 712种(含变种及变型)。书中记录了每个物种的中文名、拉丁名、引证文献、形态特征、生境等信息,所有种类均附有光镜或电镜照片,共计 242个图版。 -
世界牡丹和芍药研究洪德元牡丹和芍药是芍药属中的一对“亲兄弟”,是著名的园林和药用植物。本书阐述了基于野外综合考察、大量标本观察分析、多学科研究和谱系基因组分析产生的5项研究结果。①对世界牡丹和芍药进行全面分类修订,确认芍药属有34种,其中野生牡丹9种,全为中国特有,为世界牡丹和芍药提供了精准的物种数据;②揭示了芍药属的谱系发生关系,建立了芍药属全新的分类系统;③推论芍药属植物起源于泛喜马拉雅地区,并由此向北温带地区扩散,形成芍药属现代的地理分布格局;④揭示中原地区5种野生牡丹在庭院中相遇,发生杂交,经人工选育,产生“花王牡丹”;⑤提出一个新的物种概念:遗传-形态物种概念,这一概念既有科学基础,又有实用价值,并解答了生物学中“什么是物种”这一问题。世界牡丹和芍药研究与分类学基本原理贯穿全书,互相呼应。 -
数智时代的人类学徐新建 著本书以《数智时代的人类学》为题,在国家倡导“新文科”建设的背景下,展示文学与人类学的交叉互渗,并借助“人类世”的长时段视角,回应数能革命引发的诸多挑战关注人类学的宏观发展。全书从文学人类学的学科前沿出发,以人类学的整体观为基点,阐述数智时代的文明演变。对推动当下文理结合的跨学科发展而言,本书以中国实践为基础提出的许多突破性观点——如神话与科幻相互映照、虚拟与现实双线并置以及人类学的五重田野等,将具有重要参考价值和现实意义。本书的突出特点在于突破以往的“数码时代”、“数字化生存”等习惯认知,提出“数智文明”为核心的表述构架。在篇章布局上,全书做到了实证个案与宏观学理相结合、东西方背景相贯通,夹叙夹议,深入浅出,既坚守学术论著的严谨精细,又兼顾阅读接受的雅俗共赏。与此同时,通过诸多案例的比较分析,本书还能对大专以上的广大读者及从事文学与人类学研究的专业同行起到知识普及和教学参考之用。
