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有风险的气候投资

鉴于森林从大气中吸收二氧化碳的巨大能力,一些政府希望种植森林来抵消温室气体排放——一种气候投资。但研究人员说,如果森林破产,储存的大部分碳就会化为乌有。

加州大学圣巴巴拉分校陆地科学家安娜·特鲁格曼和她的同事意识到,我们不能简单地利用森林来对抗气候变化。Trugman说:“我们发现,真正有必要更好地了解森林因气候变化导致的火灾、昆虫爆发和干旱等死亡因素而面临的风险有多大,然后我们才能确保森林碳储存项目如何适合实现减缓气候变化的宏伟目标。”

去年,特鲁格曼和她在犹他大学的同事威廉·安德雷格和格雷森·贝格利组织了一个研讨会,召集了气候变化给森林带来的风险方面的一些顶尖专家。这个不同的群体代表了不同的学科:法律、经济学、科学和公共政策等等。Anderegg说:“这是为了把一些最关心这个问题的人聚集在一起,开始讨论并提出一个路线图。”

该路线图的一部分是现在发表在《科学》杂志上的一项研究,该研究呼吁人们关注全球气温上升带来的各种后果,包括火灾、干旱、昆虫破坏和人为干扰,对森林的威胁。它呼吁采取行动,弥合科学家产生的数据和模型与决策者采取的行动之间的鸿沟。

Anderegg说,森林吸收了大量排放到大气中的二氧化碳——不到三分之一。“这个吸收二氧化碳的海绵对我们来说是非常宝贵的。”

因此,许多国家的政府正在寻求以森林为基础的自然气候解决方案,包括防止毁林、管理天然森林和重新造林退化的土地。森林可以提供一些成本效益更高的气候缓解战略,对生物多样性、保护和地方社区都有好处。

新墨西哥州北部的森林被大火和树皮甲虫摧毁。

图片来源:CURT DVONCH

但这种方法的理念是,森林能够相对永久地储存碳,时间跨度为50年至100年,甚至更长。“然而,干旱、火灾和昆虫袭击等事件可以将储存在树木中的碳释放回大气中,”特鲁格曼说,“扭转了森林作为碳海绵的作用。”

长期以来,森林对所有这些因素都很脆弱,但当这些因素偶尔出现或一次出现时,它们能够恢复过来。不幸的是,与气候变化相关的风险,包括干旱和火灾,随着时间的推移而增加。同时或连续的威胁使森林没有足够的时间恢复,并可能杀死树木,释放碳,破坏以森林为基础的自然气候解决方案的整个前提。

这与加州的政策尤其相关。“加州有一个森林碳补偿计划,”特鲁格曼指出,“而且,正如许多居民所知,加州非常容易因火灾、虫害和干旱而造成森林损失。更重要的是,由于气候变化而增加的森林覆盖损失目前并没有考虑到国家的计划。

科学家们还发现,并非所有的树木或地点对气候变化的影响都是相同的。例如,种植在高纬度地区的树木往往会对地球产生净变暖效应。“在高纬度地区,深色的树实际上增加了地球从太阳吸收的能量,”特鲁格曼说,“这超过了它们从大气中吸收二氧化碳的影响。”

使这些挑战更加复杂的是,森林的生长需要几十年到几百年的时间,在气候变化给我们的世界带来沉重负担的情况下,等待的时间太长了。底线:森林碳抵消必须纳入各种气候变化解决方案。“单靠森林来储存碳太危险了,”特鲁格曼说。

Trugman和她的同事鼓励科学家更加注意评估森林气候风险,并与决策者分享他们最好的数据和预测模型。他们说,只有这样,包括森林在内的气候策略才能产生最大的长期影响。例如,科学家目前使用的最先进的气候风险模型在学术界之外并没有得到广泛应用。因此,政策决策可能依赖于几十年前的科学。

Anderegg说:“如果没有良好的科学来告诉我们这些风险是什么,我们就会盲目行事,不会做出最好的政策决定。”

“利用这些信息,你至少可以做两件重要的事情,”他补充道。第一是优化对森林的投资并将风险降到最低。“科学可以指导和告知我们应该在哪里投资,以实现不同的气候目标和避免风险。”

二是通过森林管理来减轻风险。他说:“如果我们担心火灾是某个地区的主要风险,我们可以开始考虑哪些管理工具能让森林更有弹性地应对这种干扰。”

“我们认为这篇论文是对决策者和科学界的一个紧急呼吁,要求他们更多地研究这个问题,并改进不同群体之间的工具和信息共享。”

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研究过渡

9名博士后和5名研究生在加州大学圣巴巴拉分校生物学家丹尼斯·蒙特尔的实验室安家落户。至少,他们做到了。

当COVID-19危机迫使校园研究活动停办时,这些初出茅头的科学家——他们的专业前途在很大程度上取决于他们的研究生产力——蒙特尔,Duggan的分子、细胞和发育生物学教授,把他们送到他们实际的家里等待。

他说:“我们有令人兴奋的研究项目,其中一些刚刚起步,另一些刚刚开花结果。关闭它们,可能会失去动力,这令人心碎,”Montell说。“我毫不夸张地说,当COVID-19关闭我们的时候,我们正在进行我职业生涯中最重要的研究。”

整个校园、各个学科的实验室和办公室的情况都是类似的。但现在,转机即将到来。

大约三个月后,大流行迫使他们硬停止,研究活动在校园恢复的过程中。这将是一个缓慢的回归,有无数的协议和修改到位。

“既然国家已经开始开放一些健康风险较低的经济领域,我们也想采取行动,因为我们有信心做低风险的实验室研究,”负责研究的副校长乔·白热德拉(Joe Incandela)说。“我们现在正处于非常深思熟虑和有条不紊地加速研究的过程中。”

研究办公室为这次恢复提供给研究人员的总体计划、指导方针和教育材料是研究办公室和整个校园的利益相关者数月努力的成果。它们是与专家磋商的结果,是与加州大学系统和全国各地的同事开会的结果,也是对工业实验室项目以及国家和国际基础科学实验室项目的审查的结果。“我深深感谢所有为这些准备工作做出贡献的人,特别是研究办公室的工作人员,”白热ela说。“在过去的三个月里,它涉及了大量的研究、大量的会议和漫长的日子。”

允许在任何给定的时间进行校园研究的单个研究人员的数量都是有限的,因此可能不可能在加速阶段的最初阶段包括所有的研究项目。恢复研究的计划着眼于已经在加州大学系统中建立的三个指导原则。第一种是遵循地方、州和国家公共当局的指示,在家避难并保持社交距离。加州大学圣巴巴拉分校的决定将由州长办公室以及州和县公共卫生部门指导。

第二条原则涉及保护研究人员、维护人员、临床患者和人类研究对象的身心健康和安全。校园是否有能力在任何阶段进行研究和学术活动,将取决于每个人是否致力于保持身体距离、遮盖面部以及其他建议的安全措施。

第三项原则是考虑各种可能的战略,以尽可能减少对所有雇员的风险,并符合公共卫生准则的方式来加强研究活动。例如,可以努力减少在校园内工作人员的数量和密度,以减少互动。此外,可以提前计划任务,以最大限度地提高效率,同时尽量减少在现场花费的时间。

白热德拉说:“实验室研究人员非常熟悉准备和遵循详细的程序,他们现在已经开发出了减少SARS-COV-2病毒传播风险的程序,这些程序通常非常简单,但可能非常有效。”“我们希望建立一种新的工作方式,有我们很快习惯的多层预防措施,这将使我们能够避免或严重限制感染,这样我们就可以继续进行所有这些重要的探索。”

研究办公室的指导是基于对几十个项目和研究文章的审查,包括已在世界各地被证明有效的方法和程序。其中:一直戴着面罩;加强卫生,包括勤洗手和对门把手、电灯开关、显微镜把手、共用键盘等高接触表面消毒;以及理解空气流动。

蒙特尔说:“这个策略首先涉及到创造一种保护我们自己和彼此安全的文化。”例如,校园计划包括日常症状调查等内容。此外,为了使更多的人重返研究岗位,该计划规定了轮班工作,但不允许通宵工作。

在这个分阶段的过程中,本科生大部分是不允许进入大楼的。

在物理系的实验室里,管理人员和观察研究人员将继续远程工作,因为实验人员会一个接一个地来,中间留出时间防止空气交换。在可预见的未来,浴室和电梯将是单人入住。

该部门主席Claudio Campagnari指出,Physics还开发了一个临时的内部网站,用于记录其大楼和实验室的进出情况,以便在必要时更容易追踪联系人。日志还明确指出,如果某个时候使用该设施的人检测出COVID-19呈阳性,哪些实验室和区域需要清理。

他解释说:“当你进入实验室时,你要登录一个网站,填写你进入的时间和所处的房间。当你回家时,要登录离开的时间和进入的房间。”“所以,如果有人生病了,至少我们有病人去过的地方的记录。当然,我们不能自己做跟踪,但至少我们有数据来启用它。

不过,这个过程将在本月晚些时候被一款使用快速响应码的应用程序取代。通过智能手机,进出建筑物和实验室的人们可以扫描这些密码,从而将这些信息填充到数据库中。

坎帕格纳里说:“很多人都非常渴望回去,但是安全、可控的返回非常重要,这是我们的目标。”“指导方针中还有一点是,我们不想强迫任何人重返监狱。没有人会因为回去而感到压力。这也是该计划的重要组成部分。”

的确,个人舒适度返回在某一天,或者一般来说,是一个重要的考虑,同意瑞秋Segalman,沃伦·g·和凯瑟琳·s . Schlinger化学工程教授和部门主席,有很深的专业知识在协议来防止病毒的传播在实验室设置。

“我们有时间从流行病学的角度使当地的曲线变平,也为校园的安全实验工作制定了仔细的计划,”塞格曼说,他也是爱德华n克莱默材料学教授。“新冠肺炎将会伴随我们一段时间,不可能在整个时期都得到庇护;相反,我们制定了将社交距离、防护装备、消毒和空气/交通流量纳入实验室环境的计划,以使工作尽可能安全。

她补充说:“从某种意义上说,我们是幸运的,物理实验实验室通常被设计成有很高的空气流量进入大楼,并且在没有再循环的情况下释放(为了防止交叉污染和危险的传播)。”“这对于防止COVID-19这种通过气溶胶和飞沫有效传播的传染病的传播尤其有效。然而,在实验室,也有固有的化学、电气和物理危险,所以我们必须小心地实施计划,包括COVID安全元素和一般实验室安全。例如,危险的实验室实验不应该在单独工作的时候进行,以防出了什么问题,所以我们必须考虑解决办法,比如实验室里的‘虚拟’伙伴(通过缩放或短信),或者有社交距离的伙伴,并仔细安排时间。”

工程学院院长罗德·阿尔弗尼斯(Rod Alferness)说:“经过近三个月的冠状病毒关闭,我们很高兴学院的实验室能够重新开放。我们的实验室是许多重要工作完成的地方,这些工作的目的是产生有助于改善生活的解决方案。或许更重要的是实验室在我们教学任务中所扮演的角色,因为学生在那里可以获得深度学习和经验,他们需要在职业生涯中取得成功。”

在政府关闭期间,有限数量的基本研究仍在继续。其中一些工作是在UCSB的纳米制造设施进行的,该设施由电气和计算机工程系主任乔纳森·克拉姆金运营。在covid -19出现之前,Nanofab支持了来自大学和当地工业的约600名用户。

由于已经制定了重要的安全规程和工程控制措施,包括全亚麻服装和hepa过滤的洁净室空气处理,Nanofab在有限的运行条件下保持开放的独特地位。克拉姆金说,它这样做最初是为了支持COVID-19研究和国防部的关键项目,并作为在大流行期间如何操作的一种“测试案例”。

“我们构建了一套详细的新协议,以实现安全的社交距离和最小化传播,”他解释说。这需要额外的个人防护装备,修改进出程序,广泛的清洁协议,重新安置一些设备,保持距离规则和许多其他行动。我们的操作中最重要的方面是认识到我们应该记录尽可能多的数据,并定期观察、学习、修改和改进我们的规程。”

在Nanofab和其他地方的努力之间,被允许继续进行的项目要么与病毒有关,要么被认为是关键的——加起来只占“非常小的一部分,也许是我们通常所做的全部研究的5%,”白热ela指出。

他说:“在关闭期间进行的这项研究,我们称之为UCSB当前加速计划的第一和第二阶段。”“我们现在准备启动第3阶段(6个阶段中的第3阶段),主要用于不能远程完成的研究,需要进入实验室进行。我们专注于限制校园和每个实验室的人数和密度,只增加正常疫情前15%的研究人员,不包括本科生。”

随着过程的发展,白热ela解释说,在第四阶段的校园应该达到30-35%的普通校园研究人员,在第五阶段高达50%。在后期阶段,在办公室和图书馆进行研究的研究人员数量将会增加,而第六阶段“对应的是在我们的社区广泛接种疫苗。”

校园里的研究人员一致认为,这个计划很快就会实现,但他们并不着急。缓慢、稳定——以及安全——是他们在业务逐步增加时共同的承诺。

Klamkin说:“我们的学生和研究人员在进行赞助研究时接受的教育和培训对他们的成长和发展至关重要。”“进入实验室对他们的培训至关重要,尽管在可预见的未来,我们的实验室实践看起来会有所不同,但我们都希望回到实验室。”

苏珊和布鲁斯·沃斯特补充说:“在科学中,研究是至关重要的。我们能够吸引并留住顶尖教授的关键原因在于,我们能够获得资金支持,并在项目上为教师提供支持。除了完成我们部门的使命,成为创新和发现的领导者,研究通过建立基本的科学知识,帮助推动我们作为一个社会向前发展。我知道,我们的教职员工、学生和教职科学家都渴望尽快恢复他们的工作,并对重新开始帮助我们更好地了解周围世界的项目感到兴奋。”

这种情绪在硬科学领域之外也得到了呼应,因为各个学科的研究人员都在寻求重启因病毒而停滞的项目,或者开始新的项目。

“在美国和全球历史上,社会科学研究从未像现在这样至关重要:从必须从社会公平的角度来理解COVID-19的毁灭性影响;世界各地的抗议活动要求我们解决根深蒂固的种族不平等问题。”“数据丰富、问题驱动、跨学科的社会科学研究必须指导我们对这些及相关问题的分析,这是需要采取负责任行动的第一步。”

“社会科学研究有各种形式,从基于实验室的高度定量的研究,到定性的参与者观察,”黑尔补充道。“在很多工作中,与人们实时进行特定地点的互动是必不可少的:我们经常需要旅行,需要置身于社区,才能进行社会科学研究。”我们必须在计划中遵循广泛的公共卫生参数来恢复这项工作,但我们必须恢复。”

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许多荣誉

三名来自加州大学圣巴巴拉分校通信系的学者被提名为2020年国际通信协会(ICA)的研究员。Walid Afifi教授、Andrew Flanagin教授和Michael Stohl教授加入了一个杰出的学者团体,其中包括来自UCSB的一个大代表团。

加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)社会科学系主任查理•黑尔(Charlie Hale)表示,这些荣誉反映了学者们在各自领域的成就和贡献。

黑尔说:“我对瓦利德·阿菲菲(Walid Afifi)、安德鲁·弗拉纳金(Andrew Flanagin)和迈克尔·斯托尔(Michael Stohl)教授被提名为ICA研究员表示热烈祝贺。”作为传播学领域的杰出学者,他们当之无愧。我还自豪地指出,他们和其他10位加州大学圣巴巴拉分校教授一起成为ICA研究员,这是交流系和社会科学系的一项最高成就。”

阿菲菲研究人际健康传播,在爱荷华大学度过三年学业后,于2016年回到UCSB。他也是该校中东研究中心的主任。

Flanagin研究通信和信息技术,1996年作为助理教授来到UCSB。他在2014年获得了UCSB杰出教学奖。

斯托尔的专长是组织和政治沟通,他于2002年来到UCSB。他也是奥法利亚全球和国际研究中心的主任。

“成为ICA的研究员是一项巨大的成就,它反映了终生持续的研究生产力和对该学科的服务,”交流系主任Norah Dunbar教授说。“本系拥有如此多的研究,这确实证明了我们系在产生重要而有影响的研究方面是该学科的领导者。”

三位获奖者将与UCSB学者Tamara Afifi、Howard Giles、Dana Mastro、Robin Nabi、Linda L. Putnam、Ronald E. Rice、David R. Seibold、Cynthia Stohl、Joseph B. Walther和Rene Weber一起成为ICA成员。

ICA成立于1950年,旨在通过鼓励和促进世界范围内的学术研究,促进人类传播的学术研究。研究员因其对广泛的传播领域的学术贡献而受到认可。被提名为研究员的首要考虑是有学术成就的记录。

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定制的,现成的

资讯科技继续快速发展。然而,数据中心日益增长的需求已经将电子输入输出系统推到其物理极限,这造成了瓶颈。要保持这种增长,就需要我们改变制造计算机的方式。未来是光学的。

在过去的十年中,与电子互连相比,光子学以更高的带宽、更少的能量和更低的延迟增加了服务器之间的链路距离,从而为电子世界中的芯片到芯片的带宽问题提供了解决方案。

这次革命的一个要素,硅光子学,在15年前通过加州大学圣巴巴拉分校和英特尔公司的硅激光技术的演示而得到了发展。这引发了这一领域的大爆炸。英特尔目前正在为世界各地的数据中心提供数百万台硅光子收发器。

加州大学圣巴巴拉分校、加州理工学院和瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)合作在硅光子学方面的一项新发现,揭示了该领域的另一场革命。该小组成功地将一个复杂的光学系统简化并压缩到单个硅光子芯片上。这一成果的特点在于,它大大降低了生产成本,并使其与传统的硅芯片生产易于集成。

“现在整个互联网都是由光电子驱动的,”约翰·鲍尔斯说,他是加州大学圣巴巴拉分校纳米技术弗雷德·卡维里主席,他领导着该校的能源效率研究所,并领导了这项合作研究。

尽管光子学在互联网骨干中取得了巨大的成功,但挑战仍然存在。数据流量的激增对单个硅光子芯片所能处理的数据速率提出了越来越高的要求。使用多色激光来传输信息是解决这一需求的最有效的方法。激光的颜色越多,可以携带的信息就越多。

然而,这给集成激光器带来了一个问题,因为它一次只能产生一种颜色的激光。鲍尔斯说:“要达到这个目的,你可能真的需要在芯片里装上50或更多的激光。”使用50支激光器有很多缺点。它很昂贵,而且在电力方面效率很低。更重要的是,每一束激光产生的光的频率会由于噪音和热量而轻微波动。使用多种激光,频率甚至可以相互漂移,就像早期的无线电台那样。

一项名为“光频率梳”的技术为解决这个问题提供了一个很有前途的解决方案。它指的是一组等间隔频率的激光。绘制出的频率显示出类似梳子的尖峰和低谷,因此得名。然而,制造梳子需要笨重、昂贵的设备。鲍尔斯的团队利用集成的光子学方法,展示了世界上最小的梳状发生器,解决了所有这些问题。

该系统的结构相当简单,由一个商用分布式反馈激光器和一个氮化硅光子芯片组成。他说:“我们有一个光源,可以用一束激光和一块芯片产生所有这些颜色。这就是它的意义所在。”鲍尔斯说。

用四分之一为刻度的交钥匙孤子微梳晶片的内部工作。

照片来源:林畅

这种简单的结构大大降低了规模、功率和成本。现在,整个系统安装在一个比火柴盒还小的包里,其总价格和能耗都比以前的系统小。

更重要的是,新技术也更方便操作。在此之前,生成一个稳定的梳子是一项棘手的工作。研究人员必须调整频率和适当的功率,以产生一个相干的梳状态,称为孤子。该进程不能保证每次都生成这样的状态。加州理工学院应用物理学、信息科学与技术教授克里·瓦哈拉(Kerry Vahala)是该论文的合著者。他说:“这种新方法使得整个过程就像打开一盏房间灯一样简单。”

EPFL的物理学教授Tobias J. Kippenberg补充道:“这个结果的显著之处在于,频率梳的可重复性可以根据需要产生。”他提供了低损耗的氮化硅光子学芯片,这项技术已经通过LIGENTEC公司商业化。过去,这个过程需要精心控制。

所有这些改进背后的神奇之处在于一个有趣的物理现象。当泵浦激光器与谐振腔集成时,它们之间的相互作用形成一个自注入锁定的高耦合系统,同时产生“孤子”,脉冲在谐振腔内无限循环,产生光频率梳。“这种相互作用是直接产生梳子并在孤子状态下操作它的关键”,鲍尔斯实验室博士后研究员、合著者林畅解释说。

这项新技术将对光子学产生重大影响。除了满足通信相关产品对多色光源的需求外,它还在许多应用领域开辟了许多新的机遇。光学时钟就是一个例子,它提供了世界上最精确的时间标准,并且有许多用途——从日常生活中的导航到测量物理常数。

“光学钟过去又大又重又贵,”鲍尔斯说,“世界上只有少数几个。有了集成光电子技术,我们可以制造出适合手表的东西,你也买得起。低噪音集成光学微梳将使新一代光学时钟、通信和传感器成为可能。我们应该会看到更紧凑、更灵敏的GPS接收器由此产生。”

总之,光子学的未来是光明的。“将频率梳技术从实验室转移到现实世界是关键的一步。”鲍尔斯说。“它将改变光子学和我们的日常生活。”

这项研究是加州大学圣巴巴拉分校、加州理工学院和瑞士联邦理工学院洛桑(EPFL)的合作。该项目由DARPA的直接芯片数字光学合成器(DODOS)项目资助,该项目演示了使用光子集成电路的光学合成器。

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奇怪的是普通阶层

苏格兰西北部的托里登砂岩保存了前寒武纪六公里长的河流沉积物。但是,什么样的地质事件能够给研究人员在10亿年后留下他们的痕迹呢?

有趣的是,这并不是大洪水,也不是剧烈的河道变化——主要是沙丘在河床上的蠕动。事实上,只有几个月的价值。

这种普通的河流沉积物,或河流地层,困扰了地质学家大半个世纪。考虑到保存下来的河流历史是如此之少,研究人员发现,奇怪的是,普遍现象的记录多于最极端事件的证据。发表在《地球物理研究快报》上的一项新研究揭示了可能最终解释这个谜的过程。

这项研究由加州大学圣巴巴拉分校的地形学助理教授Vamsi Ganti领导,涉及了地质学领域中持续时间最长的争论之一:灾难论与均变论。也就是说,地质记录是更容易受到大的、不频繁的事件的影响,还是更容易受到小的但常见的事件的影响。

当谈到河流沉积物时,灾难论有一个相当直观的论据。“如果任何事件被保存下来的概率很低,那么被保存下来的东西应该是特殊的,”Ganti解释道。然而,科学家发现这根本不是真的,即使只有不到0.0001%的运行时间被保存下来。

“这就是为什么我们称其为河流地层的奇怪寻常,”Ganti说,“因为奇怪的是,保存下来的事件如此普通,尽管保存下来的时间如此不寻常。”

河流形态倾向于自组织成层次结构,甘提和他的同事们认为这是理解这种奇怪的普通现象的关键。涟漪和沙丘在几分钟或几小时内穿过河床。沙洲的移动会在数月或数年的时间里发生,而河流会在数年或数世纪的时间里蜿蜒并跳过河岸。在最极端的情况下,海平面的变化会在数千年的时间里加速侵蚀或促进沉积。

幸运的是,科学家们通过现代观察了解了这些现象是如何在地层记录中出现的。事实证明,这些特征在大小上各不相同,从一英寸高的涟漪到海平面引发的侵蚀,可以冲刷数百米的沉积物。

水獭砂岩保存了从三叠纪附近的河流沙丘迁移,英国德文。

照片来源:VAMSI GANTI

Ganti和他的同事建立了一个概率模型来检验他们的假设。他们发现,如果所有的河流过程都以相同的尺度发生,只有最极端的事件得以保存。然而,当他们引入分层结构时,普通过程产生的沉积物就开始填满更高一层的现象造成的侵蚀。

谜底解开了。“只要你在河流动力学中有一个等级组织,你的地层将是普通的,”Ganti说。

Ganti解释说,科学家们对河流形态的这些不同层次已经了解了很长一段时间,但直到现在才有人将它们与河流地层的普通程度直接联系起来。在这些结果出现之前,沉积学家有点像早期的生物学家,他们知道分类学——物种、属、科等等——却不了解解释它们之间动态联系的进化理论。

在一个层面上的事件可以积累沉积物——在这种情况下,它们会被保存下来——或者它们可以侵蚀沉积物,然后由更低一层的普通事件填充。因此,虽然一些极端事件被保存下来,但地层记录中普遍的现象占主导地位。

Ganti还意识到,级别演化的相对时间框架决定了保留什么。例如,以河流迁移与崩裂的相对比率,或河流跳岸的频率为例。Ganti解释说:“如果你的迁移速度很快,而崩裂的频率不高,那么你就会继续对矿床进行改造。”这些系统往往只保留最极端的河道海拔。“然而,当你发生崩裂时,你就不能再重新处理沉积物了,因为你已经跳到一个新的位置了。”

有了这样的理解,科学家们现在就可以利用地层来比较河流活跃时各个地层的演变速度。事实上,这一结果支持了Ganti之前的研究结论,他证明了前寒武纪的河流可能与我们今天知道的单一河道蜿蜒的河流类似。

长期以来,科学家们一直怀疑这一点,因为在地层记录中没有保存证据。许多人认为,这些河流需要植物来保护它们的河岸,而陆地植物还没有进化。但事实上,与其说这些河流没有迁移,不如说它们的地层经常被抹去。事实上,其他科学家已经发现,没有植被的河流比有植被的河流迁移速度快10倍。

Ganti的发现对现代世界也有影响,气候变化和海平面上升正在改变主要河流系统的行为。为了了解我们的未来,许多科学家研究了古新世-始新世热峰值时期的河流沉积物,当时平均气温突然跃升5至8摄氏度,与现代气候变化相当。有证据表明,当时的河流流动性更强,现在我们有工具来确定原因。

“我们知道,河流的沉积物供应正在发生变化,这是由于人类引发的变化。但我们不知道的是,从长远来看,我们会让河流沿着什么样的轨道前进,”Ganti说。

“我们要增加移民率吗?”我们会更频繁地诅咒别人吗?这种区别很重要,因为它决定了洪水的历史,以及未来几十年和几百年的发展方向。”

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跟踪隐性感染

为了研究新冠肺炎在学生、教职员工中的潜在传播,加州大学圣巴巴拉分校正在试点一项研究监测测试项目,重点关注校园社区中没有新冠肺炎症状的成员。

志愿者研究是UCSB学生健康组织的合作项目;研究人员开发了基于crispr的SARS-COV-2检测系统CREST(基于cas13的、坚固的、公平的、可扩展的测试);还有圣巴巴拉县公共卫生部门的临床医生

未来几周将有多达1500人接受测试。

“志愿研究的参与者是学生、教师和工作人员的抽样,他们将反映更广泛的Gaucho社区,”注册护士和学生健康服务感染控制协调员Holly Smith说。

根据史密斯的说法,该检测包括自收集的口咽拭子。她解释说:“受试者将获得一根柔软的棉签,他们轻轻地刷过扁桃体区域和喉咙后部,然后将其放入试管中。”“所有的感染控制、安全和效率的措施将会安装在诊所的收集地点,校园多个部门会共同努力,确保参加者和临床人员在整个过程的安全。”

随后,这些样本将使用CREST化验法进行检测。该化验法是UCSB分子、细胞和发育生物学(MCDB)部门的研究人员开发的,以应对封锁初期检测不足的问题。该测试显示了灵敏度、快速应变能力和在现场部署的能力,使其成为监测新型冠状病毒在校园内传播的理想工具。结果可以在数小时内公布。

“我们希望获得很多成果,”学生健康医疗主任兼临时执行主任阿里·贾万巴克特(Ali Javanbakht)博士说。“我们想学习如何最有效地在数万人身上进行测试;了解无症状人群中是否存在COVID-19,并改善校园测试的周转时间。”

因为CREST是在研究环境中开发的,而不是临床环境,所以该试验目前仅用于监测测试,而不是诊断。该测试主要针对潜在的无症状携带者;那些出现症状的人将由学生健康中心使用传统方法进行测试。

研究人员卡罗琳娜·阿里亚斯(Carolina Arias)说:“在没有症状或非典型症状的情况下,病毒在人呼吸道的存在已经得到了很好的记录。”他与同事肯尼斯·s·科西克(Kenneth S. Kosik)、迭戈·阿科斯塔-肺泡(Diego Acosta-Alvear)和马克斯·威尔逊(Max Wilson)开发了CREST分析。“无症状携带者可能在不经意间将病毒传染给他人,增加了隐性爆发的可能性。监测检测将使我们尽早发现这些病例,并采取预防措施,保护我们的社区。”

隐私规则禁止将每次测试的结果与个人姓名联系起来,因此加州大学圣巴巴拉分校的研究团队将无法识别与任何特定样本相关的人。然而,每次收集的嵴分析将伴随着传统中存在测试集合,所以应该积极结果回来,编码信息和示例将转交给小屋医院临床医师将访问受保护的数据库找出所涉及的人是谁,把这些信息交给圣巴巴拉县公共卫生部门(SBPHD)。该结果将通过基于诊断性qRT-PCR检测得到确认。SBCPHD的工作人员会联系患者,让他们知道应该隔离自己。也将触发接触者追踪过程评估,每个准则建立的疾病控制中心,“是在六英尺的感染者至少15分钟,从第一个正面测试前48小时内看到直到病人孤立。”

MCDB助理教授Acosta-Alvear说:“我们的监测研究有1500名参与者,这将使我们能够微调我们的CREST方案,进行大规模的测试。”他们已经交叉验证了CREST对抗cdc批准的PCR参考试验,现在正在进行进一步的优化,他补充说,包括分离病毒遗传物质的替代方法以及测试自动化。“全校范围的考试将带来新的挑战,但我们乐观地认为,我们能够解决这些问题,以帮助我们的社会。”

在州长加文·纽森(Gavin Newsom)下令不在家两个多月后,企业、学校和其他机构都重新开始运营,开展广泛测试的能力对校园和社区至关重要。圣巴巴拉县的感染率相对较低,这在很大程度上是由于封锁和有效的社会距离,但如果没有可靠的医疗干预措施,COVID-19的传播仍是一个严重问题。人们仍然担心,秋季可能会出现第二波致命的感染,而这段时间通常是学生返回校园的时间。

MCDB教授Kenneth S. Kosik说:“随着进一步的验证,校园测试将允许我们在病毒指数传播之前发现单个病例和检测接触者。”“你可以把这当成扑灭现场火灾。”

按照纽森州长的重新开放计划,加州大学圣塔芭芭拉分校的阶段性回归校园研究将在很大程度上取决于综合测试、接触者追踪、健康监测和隔离方案。

与此同时,监督测试的研究人员希望得到结果,从而最终洞察该病毒,并做出有效的反应。

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大流行的记忆

在这个特殊的时期,加州大学圣巴巴拉图书馆知道记录校园学生、教职员工的经历是至关重要的。为此,专门研究收藏档案工作人员启动了COVID-19社区档案项目。

Calli Force是一名档案管理员,领导着这项雄心勃勃的计划。她说,她的团队已经在网上搜索,以保存由UCSB和一些地方政府机构制作的数字冠状病毒内容,但还没有收集专门关于校园社区的内容。

“在咨询了该领域的其他同事之后,很明显,最有效的收集内容的方式是欢迎来自我们的顾客的提交,”Force说,他在加利福尼亚民族和多元文化档案馆(CEMA)工作,CEMA是SRC的一个部门。“这个过程也能让我们消除在评估和选择材料时的偏见。”UCSB社区成员可以带着他们的故事和独特的经历来找我们,同时也让我们尽可能快地集中精力处理数字内容。”

这个特别的项目,与图书馆常规的网上存档和部门记录保存分开,实际上是在撒网征集意见书。Force说,任何文件格式的所有材料都是受欢迎的,并且这个项目的设置允许最大限度的可访问性。她敦促说,最重要的是要有创造力。

“可以随意分享你的原创照片、诗歌、短篇小说、博客文章;也许你在隔离期间写了歌,录了歌——我们很乐意保存并分享你的音乐,让其他人在未来的岁月里享受!”她说。“任何人提交其中一项的次数是没有限制的;人们被鼓励尽可能多地参与。每个人都应该知道自己的故事很重要,值得保存并与子孙后代分享。”

大学档案管理员马特·斯塔尔(Matt Stahl)指出,UCSB的档案项目正在采用三种方法记录COVID-19。除了社区提交的内容,图书馆还将官方网站和社交媒体账户进行web归档。

“然而,对这两种方法同样重要的是,各部门持续维护记录和存档程序,”斯塔尔说。“校园各部门应该保留他们应对新冠肺炎的记录,以及其他院系的记录,以便在某个时候可以转移到学校档案中。”

图书馆的档案传统上作为校园的行政和机构记忆,以及教师论文的储存库。然而,来自学生和社区生活的材料“一直缺乏”,Stahl在一份关于大学档案收集发展的备忘录中说。

“我们正在积极地从学生组织中收集档案材料,以便记录UCSB学生和社区生活的历史,”备忘录中写道。“与行政记录类似,我们将接受与学生组织的成立和管理、信函以及重大文化活动有关的材料。”

对Force来说,社区档案项目提供了一个机会,让公众有机会记录他们在大流行期间的生活。

她说:“我个人的希望是让大家明白,当一个社区面临危机时,实时记录经验是疗伤过程中的一个必要组成部分。”“这是至关重要的库和历史存储库作为文化遗产应急部门人员和为我们的社区服务,允许自我表达和宣泄,同时保留真相,不仅对证据的价值,也对self-edification,捕捉一个历史时刻最原始和未过滤的形式。我希望人们在以后的网络展览中能够感受到自己的声音,看到他们的内容,并知道他们为一些真正特别的东西做出了贡献。”

Force指出,这个项目是开放式的,她鼓励人们提交,只要他们愿意。档案馆的工作人员努力使这个项目尽可能容易获得。

Force说:“在整个项目的规划和实施过程中,我的同事如此开放和支持我,我真的为他们感到骄傲。”“我很幸运能与一群专业人士一起工作,他们每个人都有不同的强项,他们鼓励和促进更进步和包容的归档实践的发展。”

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*模型

像大多数星系一样,银河系中心有一个超大质量的黑洞。这个被称为人马座A*的天体几十年来一直吸引着天文学家的好奇心。现在,人们努力直接想象它。

要想拍下这只“天兽”的好照片,需要更好地了解它周围的情况,由于涉及的尺度差异很大,这一点很有挑战性。“这是我们必须克服的最大问题,”加州大学圣巴巴拉分校Kavli理论物理研究所(KITP)的博士后研究员Sean Ressler说,他刚刚在《天体物理学杂志快报》上发表了一篇研究人马座a *周围吸积盘磁性特性的论文。

在这项研究中,莱斯勒,KITP博士后同事克里斯白人和他们的同事们,艾略特的加州大学伯克利分校和詹姆斯·斯通Quataert高级研究所的研究,试图确定黑洞的磁场,这是由落入其中的物质生成,可以建立,它短暂阻碍这个流,科学家称磁逮捕了一个条件。要回答这个问题,就需要一直模拟这个系统,直到最近的轨道恒星。

这个系统跨越了七个数量级。黑洞的视界,或者说是不返回的包络线,距离其中心大约400万到800万英里。与此同时,这些恒星的运行轨道在20万亿英里以外,大约与太阳最近的恒星一样远。

莱斯勒说:“所以你必须追踪从如此大的规模下降到如此小规模的物质。”在一个单一的模拟中做到这一点是非常具有挑战性的,甚至是不可能的。“最小的事件以秒为单位进行,而最大的现象要经历数千年。

本文将以理论为基础的小尺度模拟与受实际观测限制的大尺度模拟相结合。为了实现这一点,Ressler将任务按照三个重叠的尺度在模型之间划分。

第一个模拟是基于人马座A*星周围恒星的数据。幸运的是,这个黑洞的活动主要是由大约30个沃尔夫-雷耶特恒星主导的,它们会释放大量的物质。“仅仅一颗恒星的质量损失就比同一时间内落入黑洞的物质总量还要大,”莱斯勒说。恒星在这个动态阶段只花了大约10万年的时间,然后才过渡到一个更稳定的生命阶段。

在莱斯勒和怀特对环绕人马座A*运行的沃尔夫-拉耶特恒星的模拟中,可以看到难以置信的强劲太阳风。

推荐人:肖恩·雷斯勒和克里斯·怀特

 

利用观测数据,雷斯勒模拟了这些恒星在大约一千年的运行轨道。然后,他用这些结果作为模拟中程距离的起点,中程距离在更短的时间尺度上演化。他在模拟中重复了这个过程,一直到事件视界的边缘,那里的活动在几秒钟内就会发生。这种方法允许Ressler将三个模拟的结果相互淡化,而不是将硬重叠部分拼接在一起。

合著者怀特说:“这确实是[射手座]A*中最小尺度的吸积的第一个模型,它考虑了来自绕轨道运行的恒星的物质供给这一事实。”

这种技术非常有效。“这超出了我的预期,”莱斯勒说。

结果表明:人马座A*可以发生磁捕。这对研究小组来说是一个惊喜,因为银河系有一个相对安静的星系中心。通常,被磁捕获的黑洞会有高能喷流,以相对速度将粒子发射出去。但到目前为止,科学家们还没有发现在人马座A*周围存在喷射流的证据。

“另一个有助于产生喷流的成分是一个快速旋转的黑洞,”怀特说,“所以这可能告诉我们一些关于人马座a *的自旋。”

不幸的是,黑洞的自旋很难确定。Ressler将人马座A*建模为一个静止的物体。“我们对旋转一无所知,”他说。“有可能它实际上只是不旋转。”

雷斯勒和怀特的下一个计划是建立一个旋转后孔模型,这更具挑战性。它立即引入了许多新的变量,包括旋转速率、方向和相对于吸积盘的倾斜。他们将使用来自欧洲南方天文台重力干涉仪的数据来指导这些决定。

该小组利用模拟产生的图像可以与黑洞的实际观测结果进行比较。2019年4月,“视界”望远镜合作项目的科学家们拍摄了第一张黑洞的直接图像,并因此登上了新闻头条。现在,他们已经开始要求获得模拟数据,以补充他们拍摄人马座a的努力。

视界望远镜有效地使用了其观测值的平均时间,这导致图像模糊。当天文台观测到梅西耶87*时,这不是什么大问题,因为它比人马座A*大1000倍,所以它的变化速度要慢1000倍。

“这就像给树懒拍照和给蜂鸟拍照一样,”雷斯勒解释说。他们目前和未来的研究结果将有助于该联盟解释他们关于我们银河系中心的数据。

雷斯勒的结果是我们对银河系中心活动的理解上的一大步。“这是第一次在如此大的半径范围内对人马座A*进行三维模拟,也是第一次采用直接观测沃尔夫-拉耶特恒星的水平模拟,”Ressler说。

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保持好奇

圣巴巴拉离内布拉斯加州很远。内布拉斯加州距离伊朗和马来西亚非常遥远。但这四个地方对于有抱负的教育家和活动家阿里亚娜·卡密连的个人进化来说都是不可或缺的。

她的父亲是伊朗人,母亲是马来西亚人。她在内布拉斯加州长大。在很多方面,这都是一段影响深远的经历。

卡梅利安说:“作为两个移民的女儿长大,让我变得更坚强,脸皮更厚。”“但我认为我最感激的是,它让我更有同理心。

“回想起来,我知道我在高中的时候并没有过多考虑我的身份,”她补充道。“我不觉得自己是伊朗人或马来西亚人,我只觉得自己是有色人种。一旦我在一个新的地方上了大学,我就觉得自己有机会,在某种程度上也有义务,去更多地了解身份认同。”

她照做了。

加州大学圣塔芭芭拉分校度过第一年之后,卡梅利亚在一个校园实验室找到了一份研究工作,主要研究身份问题。她的第一个大项目?一项关于“模糊赛跑个体”的研究。

“这让我大开眼界,”卡米连说。“我做了这个研究,准确地描述了我在高中时的感受,我想这是我第一次开始理解自己身份的一部分。从那时起,我就对我们的身份是如何相互交叉的以及我们的身份是如何影响我们不同的经历非常感兴趣。”

卡梅利安说,她在UCSB的这些年里经历了很多不同的事情,这让她的身份变得更加紧密。

大一之后的那个夏天,她在尼加拉瓜的一家公共卫生所工作,这让她对美国人有了一些开阔的视野,也让她明白了“我们认为‘欠发达’的国家”有多少值得学习的地方。

她在柏林一家专业新闻机构度过的一个夏天也很有启发意义。在那里,她被分配了一些关于文盲和越南人在德国的同化的报道。卡米利安在华盛顿特区的众议院工作,这给了她对政治进程的独特见解,在某种程度上是有益的,也是鼓舞人心的。

“我相信我们的身份本质上是政治性的,”她说。“我们的身份和经历推动着我们的政治行动,无论是参与‘黑人的命也是命’运动,还是投票给某个候选人。这在很大程度上与我们对自己的看法有关,更重要的是,与他人对我们的看法有关。

Kamelian补充道:“我可以一直把这些经历教给我的东西讲下去,但是总的来说,我学得越多,就越意识到还有很多东西要学。”“这促使我保持好奇心,保持开放的心态。”

正是带着这种好奇心和开放心态,卡米连很快就要搬到纽约去了。她被分配到布朗克斯一所特许高中教化学,致力于2020年为美国教书。在她的网站上还有:教育硕士学位,最终,“教育政策的职业生涯,”她说。“我梦想的工作是当教育部长。”

“教育确实改变了我的生活,这是我无法用语言来表达的,”卡米连继续说。“我花了很多时间做志愿者、组织资金筹集活动或社区活动,我意识到,如果我帮助教育某人,或赋予某人受教育的权利,这个人将会有一辈子的机会。他们将知道如何为自己和他们的社区宣传。现在,在这个国家,受教育并不是一项权利,而这一权利的真相可以从美国每个城市学校系统的不平等中看到。我将用我的一生来改变这一切。”

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回家的漫漫长路

Ryan Spilborghs认为在加州大学圣巴巴拉分校完成社会学学士学位并不需要18年的时间。他是高乔牧人队的明星外野手,后来又在科罗拉多落基山脉队呆了7年。离开校园时,他还差几个学分就达到了毕业要求。

又不是他丢了球。他与落基山脉签订的合同中包括一项支付他剩余大学学费的条款。在第一个赛季结束后,他甚至还在博尔德的科罗拉多大学(University of Colorado at Boulder)学习课程。

“我已经很接近了,然后我意识到我错过了一个先决条件,那就是西班牙语课程,”来自圣巴巴拉的溢出波格斯说。

对于一个母亲来自危地马拉,西班牙语还过得去的人来说,这应该没什么大不了的。棒球和生活有不同的想法。他无法在赛季期间上课,而且很难找到适合他时间表的课程。

“所以我在完成这件事的过程中处于进退两难的境地,”Spilborghs说。“这真的很令人沮丧。所以我最后学了一年的在线西班牙语——我不会放弃在线学校——但它没有转到UCSB。”

最终,这位丹佛居民回到家中,在圣巴巴拉城市学院(Santa Barbara City College)上了一年的在线西班牙语课程,该学院专门开设的课程可以满足UCSB的学分要求。

“21年后,我终于从加州大学圣巴巴拉分校毕业了——从我的家乡,”他说。

通过UCSB的终点线让他非常满意,于是他通过丹佛大学(University of Denver)报名参加了一个在线MBA项目。Spilborghs说,他将如何处理这笔钱是一个悬而未决的问题。他目前在落基山脉的广播工作,并在SiriusXM上共同主持“大声喊出来”节目。

“老实说,在这一点上,我不确定我会用它做什么,”他说。“我认为没有计划没什么,你知道,就像我还不需要有目的地一样;我很享受这个旅程。我以后会搞清楚这意味着什么。但现在,我完全可以放心地参加这门课程,看看它的发展。”

自从离开UCSB后,对Spilborghs来说,这是一次相当大的冒险。除了为落基山脉队效力,他还在小联盟打了多个赛季,在墨西哥冬季联赛踢球,并在日本太平洋联盟的崎玉西武雄狮队结束了职业生涯。

他离开赛场的时候已经33岁了。他有妻子和两个孩子,是时候把他们放在第一位了。

他说,当你成为一名职业棒球运动员时,“你的工作就是远离家人。”就是错过了生日和纪念日。这些都是做这份工作的成本,我喜欢这份工作,但这是要付出代价的,在某些时候你必须为此付出代价。

“我注意到,在我的棒球生涯接近尾声时,我与妻子和孩子的关系真的开始恶化,”斯皮尔博斯继续说。“从比赛中抽身出来,专注于做一个好丈夫、好父母,这更有意义。”在某些情况下,你必须知道什么时候说什么时候,以及什么是最重要的。所以我选择了家庭而不是棒球。”

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