水安全科学

牛津大学和加州的研究人员已经找到了一种方法阻止蚊子长出翅膀，让它们呆在地面上，阻止登革热等疾病的传播。

写日记PNASLuke Alphey和他的同事强调了如何控制登革热的主要媒介——登革热埃及伊蚊蚊子可能影响疾病的传播及其更严重的表现——登革出血热。目前的病媒控制方法根本无效，我们现在每年估计面临5000万至1亿新的登革热感染。

一种有希望的方法是通过释放不育雄蚊来控制蚊子的数量，从而减少下一代蚊子的数量。这被称为昆虫不育技术(SIT)，尽管它在20世纪70年代显示了一些有希望的结果，但它并没有被用于任何大规模的项目。另一种技术是将致命或丧失能力的性状引入种群中的雌性;因为是雌性蚊子叮咬并传播疾病，这一点特别有吸引力。

这项新研究是基于修改埃及伊蚊肌动蛋白-4 (AeAct-4)基因使雌蚊无法飞行。这种基因在雌蚊的蛹阶段是活跃的，主要是在昆虫的“间接飞行肌肉”中。研究人员创造了一种经过改造的蚊子，这种蚊子只有在服用四环素时才会正确表达这种基因;这被称为“释放”系统，意味着在没有四环素的情况下，这些昆虫成熟了，但无法飞行。

让昆虫在不受伤害的情况下成熟是一个重要方面。这意味着幼虫仍然可以发育并与其他幼虫竞争，然后只有引起所有问题的成年雌性受到影响。这也意味着，与其培育和释放成群的转基因雄性，不如释放转基因卵子。由于虫卵可以储存和储存，这应该意味着任何控制计划都可以通过更大规模的初始昆虫释放来启动。

这种方法的另一个优点是，雄性是不能飞的健康携带者，所以当它们与未经改造的雌性交配时，不能飞的突变就会遗传给下一代。

根据《皇家天文学会月报》上的一篇论文，我们银河系中四分之一的星团实际上可能是外星人。

环绕银河系的光晕包含了许多星团，这些星团被称为球状星团(GCs)，它们围绕银河系的中心运行。它们往往比构成我们熟悉的星系盘的星系团更致密、更古老、包含更多的恒星。天文学家早就知道，这些gc中有一部分来自外星，是银河系吸积矮星系捕获的，但事实证明，很难估计这些gc中有多少是外星人。

现在，加拿大金斯敦女王大学的天文学家特里·布里奇斯和澳大利亚斯威本科技大学的邓肯·福布斯利用哈勃望远镜和其他来源的数据，汇编了有史以来最大的高质量数据库，记录了星团的年龄和化学性质，并利用这些数据来估计我们银河系中外星人的比例。

但是如何发现外星星团呢?有一些赠品。首先，你可以观察星团是如何移动的——来自矮星系的星团在被银河系吞噬后可能会保留一些动量，这可以呈现出一种独特的模式。第二种方法是用星团的金属丰度来衡量它的年龄。金属丰度可以简单地认为是存在的非氢或非氦元素的比例。较老的星团或活动较少的星团，其金属丰度预计较低——这意味着金属丰度与年龄之间的关系可以用作特定球状星团历史的指标。

布里奇斯和福布斯发现了两个截然不同的群体——一个群体的年龄相当稳定，约为128亿年，另一个群体的年龄范围要大得多。这条较年轻的星系链很可能是由我们的星系在过去几十亿年里吸积的矮星系组成的，其中有数亿颗恒星，甚至占银河系的25%。

天文学家已经证实，两个矮星系——人马座和大犬座——为银河系贡献了球状星团，它们在研究的93个星团中占很大比例。然而，即使把这些从方程中去掉，仍然有证据表明，剩下的星团来自另外6个尚未被证实的矮星系。

所以，一如既往，太空是神秘而迷人的，还有很多东西需要学习!

本:我们使用的大部分水来自水库。这些人工湖通常是通过在河流上筑坝而形成的。一旦积累了足够多的水，你就可以把它抽出来，净化它，然后把它送到人们的家里;或者你可以通过大坝的涡轮机释放出来，产生水力发电。虽然这听起来很简单，但会对环境造成影响，包括对当地天气的影响。费萨尔·侯赛因博士来自田纳西理工大学，他现在和我们连线。你好,费萨尔。

费萨尔-你好，本。下午好。

本:世界上有多少座水坝?我们真的知道吗?

费萨尔-要得到一个精确的数字是困难的，但是大型水坝，国际大型水坝委员会定义的高度超过15米;全世界大概有10万多只。无论大小，我们大概有一百万个水坝。

本:对!一百万座水坝听起来是个巨大的数目。它们存在多久了?

费萨尔:大多数都是19世纪初建造的，我想一直到第二次世界大战后。然后到了60年代，我想环境问题来了，大部分都已经建成了，所以它就在那个时候停止了。所以，典型的年龄可能是几十岁。也许二到三十年，甚至更久。

本:对于我们如此依赖的东西来说，这似乎太老了。它们是为了持久而建造的吗?

费萨尔:大坝一般都是要经久耐用的。你可以说，如果保养和操作得当，它们应该可以一直使用下去。你应该可以随心所欲地使用水坝，只要你愿意。但大坝也有问题，比如它们会被沉积物和淤泥填满。有时，疏浚大坝和所有这些都有点困难，不使用大坝或拆除大坝或从河中移除大坝更有意义。

本，我想，拆除大坝也是一项工程任务。

费萨尔:是的。这仍然不是一个很好理解的学科。它之所以会出现，是因为现在，我们不得不担心我们将如何处理我们建造的一些水坝。当我们建造它们的时候，我们真的没有想过我们要做什么，如果它们不能永远持续下去。

本:我们可以很明显地看到，水坝改变了任何一条河流的流量，但是它们对当地的天气有什么影响呢?

费萨尔:首先，这是一座大坝。它能截住河流，形成一个开放的水体，这是一个人工水库或湖泊，它本身暴露在天空和阳光下，为空气中的水分提供了巨大的来源。这个数量可能不算多，但如果你考虑到大坝的其他用途比如灌溉;你从大坝，水库抽水，然后你灌溉了成千上万平方英里或公里的土地，实际上你向空气中添加了大量的水蒸气。因此，你实际上可以改变大坝建成前降雨形成的很多动态。你可以彻底改变它，使它比正常情况下有更多的降雨和更大的降雨。

本:所以这不仅仅是大坝本身的问题，而是你要用这些水做什么?

费萨尔:是的。如果你只看大坝本身，那就不多了。你必须研究它引发的景观和土地使用的变化，大多数大坝都这样做，因为大坝通常会使下游地区更安全，免受洪水侵袭。城市化程度的提高也对天气产生了影响;然后你可以有更多的灌溉，或者更多的娱乐用途。所以你确实以一种相当激烈的方式系统地改变了环境。它不会在一夜之间发生，但它会在几十年内发生，这反过来会导致当地气候的一些重大变化，这取决于它所处的气候带。

本，这一切似乎都很合乎逻辑，当你把一堆水放在地上，把它铺到地上，你最终会改变天气。但我们有任何实际证据证明这种情况正在发生吗?

费萨尔:事实上，我们知道，因为我的一些同事做了很多研究，我们现在正试图与他们合作。科罗拉多大学的Roger Pielke博士，是一位气候专家，他和他的同事们已经证明，实际上，通过灌溉，特别是如果你有一个非常多样化的景观，你可以增加雷暴活动。换句话说，你可以使雷暴更频繁，你可以使它们更重。所以云水会有短暂的爆发。你可以让它们变得更极端。这些研究已经有了，但是大坝和水库之间的联系作为一种触发机制实际上是从工程的角度来研究的。

本:从工程的角度来看，如果修建大坝确实会导致当地降雨量的增加，这是否意味着大坝本身的设计流量比我们现在得到的要少?

费萨尔:有可能。当然，水库及其土地利用的变化所产生的影响在世界范围内是不一致的。通常，正如我们在研究中看到的那样，你可能会在干旱和半干旱地区看到大部分影响。如果他们确实改变了很多降雨模式，你最终看到的降雨量比设计时的“正常”降雨量要多，是的。再加上泥沙淤积增加或蓄水能力丧失等问题，情况可能会变得更糟。换句话说，你会有更多的水从上游流入，但是每年我们都会失去很多大坝的储水量。所以这意味着你实际上有它们来保持大门的打开比设计的要多。所以这总是有可能的。

Ben:如果你让闸门大部分时间都开着，那么这是否会减轻你得到的一些有益影响，比如降低洪水风险?在大坝建成之前，下游还会有洪水吗?

费萨尔:我认为它仍然可以缓解大洪水。我是一名训练有素的土木工程师，根据我的训练性质，我是一个非常支持大坝的人。但是作为工程师，当我们建造水坝的时候，我们总是把所有这些设计参数当作是静态的。也就是说，一百年或五百年后，它都是一样的。我们从来没有考虑过我们正在构建的结构和它们所服务的应用程序本身可能会损害设计参数。所以，是的，它可能不像以前那样成功或有效地控制洪水，但它仍然有一些价值。我认为关键是要了解哪些地区、哪种类型的水坝和土地使用将成为一个问题，并修改我们运营水坝的做法，使其在21世纪更加气候友好、更加可持续。

本:随着我们对建大坝的影响有了更好的了解，我们现在是否可以更好地预测如果我们建大坝或关闭大坝会发生什么?我们能做出什么样的预测呢?

费萨尔:事实上，我们是独立的，一项关于人类活动对当地天气影响的研究从几十年前就开始了。因此，已经做了大量的研究。人们研究了城市化如何影响当地天气、灌溉如何影响当地天气、其他类型的土地利用变化如何影响天气——尤其是降雨。所以我认为我们正处于一个非常有趣的时期，我们可以将所有这些与大坝建设实践联系起来，我们有优秀的计算机模型，可以预测未来50年或100年当地天气可能会如何变化。我认为这是土木工程专业必须接受的——能够做一个更好的生命周期分析，在整个生命周期中，预测主要的极端条件并在设计本身中进行规划。

Ben:嗯，我认为这听起来像是未来水坝设计和建造的一个非常有前途的未来。费萨尔·侯赛因博士说。他是田纳西理工大学的一名研究员，在那里他一直在研究水坝如何改变当地的天气。

我们的另一个首要任务是了解人们实际上是如何用水的，以及气候变化和我们使用土地的方式将如何影响未来的水资源供应。理查德·哈丁博士来自生态和水文学中心，是欧洲研究人员网络WATCH的协调员之一，WATCH是WATCH的缩写窟呃，全球的CH安琪，他现在和我们在一起。你好,理查德。

理查德-你好。晚上好。

海伦:感谢您收听裸体科学家节目。金宝搏app最新下载

理查德-你好。

海伦:正如我们刚刚听到尤金·克洛埃特所说的，拥有干净、新鲜的水是我们很多人认为理所当然的事情。但肯定不是在地球上的任何地方，人们都能获得健康、安全的水。那么，与水的可用性和我们对水的利用有关的主要问题是什么呢?

理查德:嗯，有很多问题与水的使用有关，我们刚才已经听到了很多。但我们必须意识到，世界上大部分的水实际上是用于农业的。大约90%的水是从这些水坝和地下含水层中抽取的是用来灌溉庄稼的。

海伦:所以我们用的十升水中有九升水是用来吃的?

理查德:是的，没错。这显然是一个重要的目的。特别是现在，我们必须养活大约60亿人。有很多很多人，特别是在发展中国家，他们没有足够的食物。在未来，到本世纪中叶，我们将不得不养活大约90亿人。

海伦:嗯，我们需要更多的水来养活这么多人。那么，如果农业用水是全球水循环中如此重要和巨大的一部分，那这就是你们WATCH关注的重点吗?

理查德:是的。在WATCH中，我们要做的是首先确定我们到底有多少水。令人惊讶的是，我们很难在全世界范围内得到一张我们所信任的关于降雨，蒸发和河流径流的图片。除此之外，我们还要看看现在农业、家庭用水和工业的消费模式，以及未来的消费模式，以及由此产生的后果。

海伦:我猜这些都是你正在研究的东西，试图收集更多的数据，并把它们结合起来?

理查德:是的。WATCH项目是什么，实际上，生态和水文学中心的许多研究人员所做的是，我们试图把气候专家、水文学专家聚集在一起，他们知道水落在地面上时会发生什么，然后还有另一组科学家，水资源工程师，他们知道如何储存水，人们如何使用水，以及如何将水供应到需要的地方。

海伦:我们已经谈到了农业，我认为随着我们改变使用土地的方式，做不同的事情，这肯定也会对水的可用性产生重大影响。

理查德:是的。这里面有很多问题。当然，不同的作物用水方式不同。有些作物比其他作物需要更多的水，当然，随着[土地利用]的改变——例如，越来越多的情况是，自然植被被砍伐，作物被种植——这再次改变了用水量，回到科罗拉多的科学家，这本身就对当地和区域气候产生影响。我们必须考虑到所有这些因素，如果我们要做出一个好的评估，一个现实的评估，我们未来需要多少水，我们应该在哪里种植粮食。

越来越多的人生活在大城市里。大概，正如我们从南非听到的，为所有这些人提供淡水是一个巨大的问题，大概，仅仅通过在土地上建设和改变水的行为方式，我们也在改变水的可用性，让我们在其他地方和城市中使用?

理查德:是的。事实上，城市的混凝土比植物使用的水少得多。所以，一方面，在大面积农田上浇筑混凝土，实际上可以减少用水，但也有一大堆其他问题。比如降雨。特别是在降雨量很大的地区，城市地区和混凝土地区的径流会很快，实际上，这些水会流失到周围地下水的土壤中。当地水资源有利有弊，这显然是在我们考虑城市里和城市地下的水质之前。

海伦:我们已经谈到了我们必须养活很多人，我们必须为他们提供水，这已经使我们现有的资源紧张，而且随着人口的增加，这种情况只会变得更糟。然后我们还有气候变化，让事情变得更加棘手。这是你应该考虑到的其他事情吗?

理查德:是的，我想是的。正如你提到的，实际上世界上有很多地方我们已经在以不可持续的方式使用水资源了。例如，世界上有许多地方的地下水位下降得非常惊人，因为水被抽出来种植庄稼。在未来，气候变化将对其产生影响。事实上，我们对未来的降雨模式非常不确定。我们非常确定温度会升高，这将对增加大气中的蒸发量产生影响。但是预测降雨模式会发生什么要困难得多，因为它们更多地依赖于大气中低气压和环流的模式。但是所有的气候模型都一致认为干旱地区会变得更干燥而潮湿地区会变得更潮湿。当然，这是个坏消息，因为地中海、美国中西部、南非和澳大利亚等干旱地区预计都会变得更干燥。现在我们很不确定，所以我们不能绝对确定，但看起来气候变化会给我认为已经很严重的局势带来额外的压力。

海伦:谢谢你，理查德，最后我想问一下，WATCH是会提供解决方案呢，还是你会把你的信息交给其他人，让他们提出我们可以做些什么来增加水的可持续性使用?

理查德:是的。恐怕我们不可能提供很多解决方案。我认为南非的前一位撰稿人很好地总结了这些解决方案，从本质上讲，他说我们必须更有效地、更巧妙地利用水，充分利用我们拥有的资源。WATCH所能做的是给我们最好的估计，我们现在拥有什么，以及我们将来会拥有什么。这将帮助我们制定计划，确定我们需要的关键点和热点，也许可以投入额外的资源，也许可以建造更多的水坝，也许可以改善水的分配，甚至可能改变其中一些地区的土地使用方式。

海伦:嗯，亲眼看看真是太棒了。我记得我第一次看到海豚在弓形波浪中游泳并跳到空中，那真是太棒了。这是一种很久以前就被观察到的东西。我想古希腊人告诉过我们船头波浪上的海豚。他们这么做已经有很长时间了，我们也不知道他们为什么这么做。

它们确实得到了动力提升。它们实际上是在冲浪，利用船产生的波浪，如果你们中有冲浪的人，你们就知道坐在冲浪板上沿着波浪冲向海滩可以获得多大的能量——这就是海豚所做的。

有人观察到海豚会这样做，也许会把它和渔船联系起来，这样它们就可以过来给自己抓鱼了。这是一种可能性。但也有人观察到，海豚会在一艘船上行驶数英里，然后在搭上这艘船后，又一路径直返回，回到它们来的地方。这显然不会给他们带来任何精力上的好处。它们可能只是在找乐子——我们知道，它们是非常聪明的生物。所以为什么不找点乐子，出去玩呢，你可以听到他们边走边互相聊天和吹口哨。我记得一件特别美妙的事情:在我后来的研究生涯中，当我读博士的时候，我很幸运地每天去上班，乘船穿过一个美丽的翡翠泻湖。每天早上，同样的一群飞旋海豚会加入我们，我能认出它们身上的图案，它们会沿着我们的船头波浪，在我们前往研究地点的路上。然后他们会离开我们，然后在回来的路上和我们一起回来。

所以，我认为这里面有很多乐趣。偶尔，它们可能会来觅食，但我们不一定知道。他们肯定在做些什么，能看到他们这样做是很有趣的。

它们是非常聪明的动物。我们知道它们用声音交流，但这些跳出水面的动物实际上也在交流，这是真的吗?

海伦:可能是吧。它们确实有非常复杂的交流和非常复杂的社会群体。这很可能是他们试图对彼此说些什么，而且并不都是友好的!我不想透露海豚很有攻击性的消息，但这也是一种可能性。关于这些奇妙的生物，我们还有很多事情要去发现。