北极无冰,为何海鸟食用塑料

2045年:北极无冰 一个美国家庭30年毁掉的冰堪比足球场

为何海鸟食用塑料?

欧盟就引入新型食品出台指导文件

机器学习算法量化天文学领域性别歧视

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欧盟食品安全局11月10日公布两份指导性文件,对引入第三国新型食品以及传统食品作出规定,以确保这些食品安全可靠。

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1吨二氧化碳能消耗3平方米的北极夏季海冰。图片来源:Paul Nicklen

云顶线路检测,图片来源:Jens Metschurat/Alamy Stock Photo

文件中的新型食品是指1997年5月前欧洲居民没有大量食用的食品,包括使用纳米技术、植物固醇等新技术、新原料制成的食品。传统食品则是指传统上在欧盟以外国家食用的食品,例如奇亚籽、荸荠等。

一项利用机器学习对性别歧视进行量化的研究发现,天文学领域的引用率对女性不利。据苏黎世瑞士联邦理工学院的研究人员估计,由于性别歧视,和男性相比,第一作者为女性的论文引用率要低10%左右。

你知道从美国纽约飞往英国伦敦的一架航班所需燃油烧掉了什么吗?1平方米的北极海冰。

到2050年,近200种海鸟——从企鹅到海燕——将以塑料为食。不过,是什么吸引它们吃下这些通常具有致死性的碎片?这不只是因为塑料和可口的水母或者海草“小食”看上去相似。一项最新研究显示,当被海藻附着时,塑料的气味也会对一些海鸟产生吸引力。

欧盟这两份指导性文件详述了新型食品和传统食品申请者需为风险评估提供何种材料。申请者若想在欧盟销售新型食品,需全面提供原料、营养成分、会否引起过敏、生产过程、用途、用量等产品信息。

引用模式上的性别差异此前在科学界有据可查。不过,研究人员之前并未试图对有多少差异是性别歧视导致的结果进行量化。比如,男性和女性可能发表不同类型的论文;女性可能在不同的科学领域工作,并且拥有资历较浅的职位。

近日,刊登于《科学》杂志的研究显示,自上世纪60年代以来,北冰洋冰盖缩减步伐与人类温室气体排放相一致。人类每排放到大气中1吨二氧化碳,似乎就能消耗北极地区3平方米的夏季海冰。这一结果是科学家现有数据得出的简单直接结果。

为探明这是如何发生的,研究人员将塞满3种塑料珠子的网眼编织袋绑在美国加州海岸的浮标上。他们发现,漂浮的珠子获得了一种被称为二甲基硫醚的化学物质。DMS是海藻和其他微生物在分解时释放出的一种副产物。由于吃掉海藻的本身是作为捕食者的海鸟,因此DMS充当了很多种觅食海鸟的餐钟。这些海鸟会移向富含DMS的水体,并且抓起水里面看上去像食物的任何东西。

《中国科学报》 (2016-11-14 第2版 国际)

这篇尚未接受同行评议但已在预印本服务器arXiv上发表的最新文章,试图解释并修正这些因素。文章作者拒绝就论文发表评论,因为他们希望将其提交给《自然—天文学》杂志发表。不过,其他专家表示,分析看上去很可靠。

“这是基础性研究。”该研究合作者、德国马普学会气象学研究所海冰专家Dirk
Notz说,“回顾过去,听上去像有人在20年前做过的。”

化学分析显示,一些种类的塑料仅需要不到1个月的时间,便能获得这种指示性的气味。研究人员在日前出版的《科学进展》杂志网络版上报告了这一发现。由于来自制造商的类似塑料珠子不会直接释放DMS,因此这种气味很有可能来自生长在珠子表面的海藻以及珠子通过暴露在海水中所吸收的DMS。

“这篇文章的新颖之处在于,打破了认为引用上的性别差异可能归因于论文的具体内容而非性别的神话。”美国印地安那大学伯明顿分校信息学家Cassidy
Sugimoto表示。

该研究显示,如果该线性关系和目前的排放趋势持续下去,到2045年,北极周围海域将会无冰。这一速度比一些模型预测的快得多。研究结果还显示,现有模型可能低估了北极圈已经多么温暖,以及冰层融化速度将多快。

该团队还发现,DMS似乎在摄入塑料的过程中发挥了关键作用:在未对DMS作出反应的海鸟中,仅有8%会食用塑料,而在将DMS作为进食信号的鸟类中,有48%会食用塑料。该团队希望,鸟类面临的这种困境将通过科学得以破解,或许通过研制不会被产生DMS的生物体污染的新型塑料。

研究人员分析了1950~2015年发表在5本期刊上的20万篇论文。首先,他们训练机器学习算法精确地计算出每篇第一作者为男性的论文的引用率。这个过程利用了尽可能多的和性别无关的因素,比如论文发表的期刊、领域和年份,第一作者所处的位置以及发表论文已有多少年。

此外,美国乔治梅森大学气候变化中心主任Edward
Maibach表示,该研究还给了公众和政策制定者有关化石燃料燃烧影响的具体例证。“具体信息通常比抽象信息更吸引人。”他说。

随后,他们让算法分析第一作者为女性的论文。和第一作者为男性的论文相比,这部分文章的实际引用率低6%左右。不过,该算法预测,这些论文本应再获得4%的引用率。

例如,根据新计算结果,美国一个4口之家每年平均排放的碳,将融化约200平方米的海冰。该家庭在30年间累计破坏的北极海冰面积相当于一个美国足球场,这对北极熊能依赖冰雪生存的生物会产生有形的威胁。

研究人员表示,这是他们在“衡量性别歧视方面所做的最好努力”,但他们的结果应当被谨慎对待,因为该算法可能还需要将其他因素考虑进来。

该研究还生动地比较了各国间的差异:一个美国人每年对冰层的破坏是一个印度人的10倍。

海冰缩减已经成为全球变暖的典型产物,之前就有研究显示,冰雪融化与大气中的二氧化碳水平密切相关。但Notz和合作者、美国国家冰雪数据中心海冰卫星监测专家Julienne
Stroeve发现,人为温室气体排放和北极海冰在9月的历史观测结果有紧密的联系。

他们在历史纪录中发现,每吨二氧化碳排到大气中,意味着平均9月海冰流失3平方米。海冰面积在冬季扩张前,通常会在9月达到最低值。为了避开海冰同比波动的问题,研究人员使用了30年冰层覆盖移动平均数,以分析1968年至2000年海冰变化情况。

另外,为了确定研究发现的温室气体排放与海冰融化间的线性关系也存在于计算机模型中,Notz及同事检测了全世界36个主要气候模型。Stroeve表示,每当计算机模拟二氧化碳平均每年增加1%,也能得出相似的结论。

但这样一来模型的敏感度也会下降:倾向于低估冰层损失量。“这些模型并不完美。如果你能孤立地使用观察值预测北极海冰,结果可能更准确。”Stroeve说。

通过追踪观察值曲线,Stroeve和Notz预测,1万亿吨二氧化碳将使得夏季海冰覆盖面积少于100万平方公里,这一面积仅相当于得克萨斯州和新墨西哥州的总和。这几乎相当于没有冰层,因为其余的海冰将被格陵兰北部边缘等陆地包裹起来。

如果目前每年350亿吨的碳排放量持续下去,到了2040年代中期,北极周围海域的冰层在夏季将会消失无踪。研究人员还提到,同样1万亿吨二氧化碳,不仅会抹去海冰,还能使全球气温升高2摄氏度。这也是巴黎气候变化大会设定的“门槛”。

根据《巴黎协议》,各国将加强对气候变化威胁的全球应对,把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内。研究报告显示,如果全球气候变暖导致气温升高2摄氏度,将造成2.8亿人居住的大片陆地被淹没;而如果平均气温升高4摄氏度,则会造成7.6亿人因家园被水淹没而无家可归。

不过,Stroeve和Notz并不确定为何海冰减少轨迹与温室气体排放如此吻合。但他们给出了一个潜在的合理解释:随着碳排放为北极空气加温,海冰缩减到更靠北的区域,而这里接受到的阳光直射热量更少。

Notz还认为,之所以气候模型低估了每吨二氧化碳导致的海冰减少量,是因为他们低估了北极地区因此获得的热量。加拿大气候模型和分析中心海冰学家Gregory
Flato表示,尽管这看起来易于检验,但北极海冰上方的空气温度数据十分稀少。

也有一些科学家表示,这项研究过于简单化。美国科罗拉多大学海冰建模专家Alexandra
Jahn则指出,Stroeve和Notz的理论“最终解释了人们已经发现但没有合理解释的这种线性关系”。但仍需进一步研究,以排除影响海冰缩减的其他因素,例如云量的变化等。但Stroeve和Notz表示,云量和海洋温度的影响并不重要。

但他们也承认,位于地球另一端的南极,情况有所不同,其并不完全遵循排放规律。在那里,风和海温对海冰行为的影响更大。

而西班牙巴塞罗那超级计算机中心海冰建模专家François
Massonnet警告称,“虽然这很吸引人,但过于相信我们能推断碳排放和北极变暖间的关系是危险的。我们知道北极气候变化是非线性的。”

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