西北地区是中国西部大开发的主战场和重要的生态环境安全屏障区，该区气候变化直接影响到“一带一路”倡议实施中的水资源、生态和环境安全。在全球气候变化背景下，西北地区气候呈现出明显的“暖湿化”现象并呈东扩发展趋势，极端降水事件趋多趋强。一方面，降水量的增加有利于该地区的水资源可持续利用和生态环境保护；另一方面，极端降水的增加也对区域综合防灾减灾提出了新挑战。针对近年来备受关注的西北地区气候“暖湿化”问题，从其演变特征、形成原因和物理机制以及未来趋势预估等方面进行了总结和评述，归纳了已有的科学共识，并进一步剖析了当前研究中存在的问题和不足，最后对未来科学研究的重点方向进行了展望。对西北地区气候“暖湿化”趋势、成因及未来预估进行系统回顾，将对今后深入研究西北地区气候“暖湿化”问题具有重要的科学指导意义。
干旱通过相互关联的陆气系统与水文循环过程进行传播，在不同的地理时空传播演变成不同的干旱类型，如水文干旱、农业干旱、生态干旱和社会经济干旱等。在全球气候变暖和人类活动加剧的背景下，不同类型干旱之间的传播演变过程呈现出更多的不确定性。近10年来，对干旱传播时空特征、研究方法、演变过程以及驱动因素的理解逐步加深，但明确的科学观点仍相对匮乏。因此，从干旱传播的定义出发，系统分析了该问题的科学内涵，阐明了干旱传播研究的发展阶段。随后综合归纳了当前干旱传播的6类定量研究方法，包括阈值方法与游程理论、相关分析、因果分析、交叉小波、概率模型以及气象水文模型。并进一步从气象—水文和气象—农业两类干旱传播情景以及干旱传播驱动力方面，分析总结了当前形成的主要科学认识，揭示了全球范围内干旱传播研究发现的传播顺序、阶段阈值、时空异质性和人类驱动过程。最后分析指出了未来干旱传播研究面临的一系列挑战，包括进一步挖掘传播过程时空异质性、突破数学与物理知识鸿沟建立可信模型以及融入跨领域知识实现全过程的传播解析。对国内外干旱传播研究的前沿进展和挑战进行了系统分析，可为下一步干旱灾害分析与科学管理提供关键理论与方法支撑。
青藏高原、伊朗高原和蒙古高原属于亚洲高海拔地区，3个高原热力作用对同期和后期中国天气气候有重要影响。首先，介绍了3个高原地表感热时空变化特征，结果表明在全球变暖的背景下，3个高原地表感热经历了明显的年际和年代际变化，基本都在20世纪末到21世纪初出现年代际转折，之后探讨了它们之间地表感热可能存在的联系。其次，归纳总结了3个高原春季和夏季地表热力状况对中国天气气候的影响研究进展，结果显示：青藏高原感热对高原低涡的生成、发展和东移有重要作用，在适当的背景环流下会给中国东部地区带来暴雨天气；青藏高原和伊朗高原的“感热气泵”为亚洲季风区提供有利的大尺度上升背景场，而且这2个高原的热力协同作用对中国南方夏季降水的贡献要大于二者的线性叠加；青藏高原、伊朗高原和蒙古高原地表加热激发的次级环流下沉支与中国北方暖干化关系密切，且3个高原感热异常会引起其上空大气环流异常，通过大气遥相关调节中国北方天气气候。最后，在此基础上讨论了现有研究的不足，并对未来关于青藏高原、伊朗高原和蒙古高原感热的天气气候效应的研究进行了展望。
地下水测年是水循环尤其是水文地质研究的关键环节之一，但已提出的地下水年龄概念及其测年方法具有复杂多样且难以区分的特点，给实际应用和进一步发展带来困扰。系统梳理了学术界常出现的地下水年龄和滞留时间的概念内涵，同时对衍生的理想化年龄、示踪剂年龄、表观年龄、年龄分布和模型年龄等相关概念进行了辨析，综合分析并绘制了地下水年龄相关概念间的关系图；根据示踪剂类型，总结并评述了地下水测年的天然同位素示踪剂方法（包括放射性核素衰变法和稳定核素线性积累法）、人类活动产生的核素和温室气体示踪剂样品的采集、分析方法及其优缺点；指出地下水测年方法存在水质点和水体系统2个研究角度，并对当前正大量兴起的、从水体系统（动态）角度出发的多示踪剂联用和年龄数据的模型解释方法进行了评述，认为地下水测年方法需根据研究目标和示踪剂适用范围综合确定，未来应重点关注表征地下水系统时空动态的年龄分布研究，加强地质、水文和水化学等多学科数据信息的整合，从而建立地下水流数值模型来刻画年龄分布及模型研究。
地下水年龄是重要的水文地质学参数，可以指示地下水的循环时间和更新能力。常用环境同位素测定地下水年龄，但不同的环境同位素由于半衰期不同导致定年范围有限，50~1 000 a成为地下水定年的“短板”。然而，50~1 000 a是近代人类活动频繁的时期，地下水资源、水环境和水气候记录档案等研究都需要年龄标尺。32Si可以用来确定50~1 000 a地下水的年龄，但是由于其复杂且费时费力的前处理和测试限制了32Si定年的应用。32Si衰变生成子同位素32P，32Si和32P在3个月内会达到放射性平衡，放射性活度达到一致。天然状态下50~1 000 a地下水中的32Si与32P一直处于放射性平衡状态，所以直接富集地下水中的32P可以用于50~1 000 a地下水的年龄测定。地下水中32P的富集采用氢氧化镁共沉淀法，方便快捷。因此，放射性成因32P有望解决50~1 000 a地下水的定年“短板”。在江汉平原地下水实例研究中发现，放射性成因32P定年结果与32Si定年结果基本一致。因此，放射性成因32P是解决50~1 000 a地下水定年“短板”的有效工具，且便捷准确。
IPCC第六次评估报告（AR6）显示，自20世纪起极地冰盖持续消融，全球海平面不断上升。目前对于地球冰盖未来的预测以及过去的演变历史尚不明确，而数值模拟能够提供一种有效的解决方案。在冰盖模拟研究中，冰期指数法可依据古气候代用指标将离散的气候强迫转化为连续的气候强迫，用于冰盖演变的瞬态模拟。基于该方法，利用2组（共6条）分别代表全球海平面和温度变化的代用指标，开展末次冰期旋回北半球冰盖的时空演变模拟研究，结果表明：
对空气孢粉散播和沉积过程的研究有助于理解现代植被组成及其与气候变化的关系，但迄今为止在干旱区开展的空气孢粉研究工作仍十分有限。利用自主设计的孢粉收集装置，在河西走廊东部祁连山北侧的古浪地区进行了连续3年（2019年7月至2022年6月）以月为时间尺度的观测研究，分析了草本植物、木本植物花期和非花期的孢粉百分比组成特征，探究了主要花粉的代表性；同时，讨论了孢粉浓度变化基本特征及其与典型气象要素（温度、降水、风速和风向）之间的关系。研究结果表明：
自20世纪中叶以来，基于地质构造过程自相似性的砂箱物理模拟实验为岩石圈动力学过程研究提供了独立有效的手段。基于以自然界岩石圈深部变形过程为研究对象的砂箱物理模拟实验研究结果，系统阐述岩石圈动力学变形过程的“自然原型—实验模型”间相似性机理，综述砂箱物理模拟所揭示的岩石圈动力学过程机制与特征，并以坎塔布里亚构造带和扎格罗斯—伊朗高原为实例，对比探讨了岩石圈变形过程与砂箱模拟实验之间的耦合性，以期为同行研究提供参考与借鉴。砂箱物理实验模型与自然原型之间相似性机理，强调二者具有流变学和几何学上非牛顿流体连续介质相似性，才能实现低惯量流动下（Reynolds数Re<<1）动力相似性。砂箱物理模拟实验通常使用干颗粒材料、（非）线性黏性流变学材料、黏弹性材料等构建多层物质结构模型，代表岩石圈双层、三层和四层结构模型。基于砂箱物理模拟实验装置及其实验过程中是否有外部动力和物质等加入，岩石圈动力学砂箱物理模型大致分为3类：系统能量物质守恒的内动力驱动模型、开放系统的外动力驱动模型和内外动力混合驱动模型。砂箱物理模拟研究表明，岩石圈动力学变形过程主要受控于岩石圈多圈层耦合性及其能干性（即弹性强度或黏性刚度）和先存（或继承性）非均质性结构特征，从而控制并影响着浅表盆—山系统变形与整体岩石圈层变形的特征。
