2023 年是有史以来最温暖的一年。全球平均气温比工业化前高出近 1.5 度。温室气体排放是导致这一现象的重要因素，但并不能完全解释变暖的程度。寻找气温急剧上升的原因一直是学术难点，模型中仍存在 0.2 度的差距。如今，亥姆霍兹极地和海洋研究中心（AWI）的研究人员可能已经找到了原因并在《科学》杂志发表了文章：由于地面温度上升和低云层的减少，地球的反射率正在下降。云层影响着到达地球表面的阳光量以及反射回太空的能量。研究人员的模型计算表明，低空云的减少可以解释模型中缺失的 0.2 度。而低云层减少的一个原因可能是作为云凝结核的人造气溶胶减少了。
图片：南极的云（Alfred Wegener Institute / Jessica Helmschmidt）
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https://www.awi.de/en/about-us/service/press/single-view/sprunghafter-anstieg-der-erderwaermung-ist-massgeblich-auf-geringere-rueckstrahlkraft-des-planeten-zurueckzufuehren.html
德国航空航天中心（DLR）与欧洲航天局（ESA）在科隆开设了全球独一无二的月球探索训练设施。这个名为LUNA的模拟月球设施是欧洲首个此类模拟设施，占地面积达700平方米，能够模拟月球上的各种条件，包括尘土飞扬的月壤、低重力环境以及极端的光照和阴影条件。这一设施是世界上唯一的此类设施，旨在为科学家和宇航员提供最佳的训练，以应对未来月球任务中的各种挑战。
NASA的月球计划显示，任务重点在于执行具有挑战性的任务：在月球南极寻找水源，以分析冰冻月球冰中可能存在的有机痕迹，从而更好地理解地球上生命的起源。此外，计划还将水分离成氧气和氢气，以提供呼吸空气和燃料。另一个目标是从月球岩石中提取样本，这对于科学研究和未来任务的准备至关重要。
人工智能的应用正在加速科学的进步，并为应对全球挑战提供了创新的解决方案。亥姆霍兹联合会加大在此领域的开拓和布局。目前，气候研究、医学以及能源转型新材料研究领域正不断产生海量新数据。只有有效评估这些日益庞大的数据，才能充分释放数据的潜力，推动科学发现和技术创新。新一代人工智能基础模型是应对这类科技挑战的重要工具。亥姆霍兹联合会向七个探索项目、一个协同单位以及必要的基础设施提供约2500万欧元的资助。众多亥姆霍兹中心都参与到这些项目中，以实现诸如利用人工智提升放射学诊断的可靠性、提高我们对全球碳循环的理解、用于升级气候模型水平，以及加速新一代光伏模块的开发等目标。
长新冠的病因尚未完全澄清。亥姆霍兹慕尼黑中心（Helmholtz Munich）和慕尼黑路德维希-马克西米利安大学（LMU Munich）的研究人员发现了一种可能解释长新冠神经功能症的机制。研究显示，在感染四年之后，某些新冠病毒的刺突蛋白仍然淤积在大脑的保护层——脑膜和头骨的骨髓中。这种刺突蛋白的长期存在可能会引发部分个体出现慢性炎症，增加神经退行性疾病的风险。研究团队还发现，接种mRNA疫苗能显著减少大脑中刺突蛋白的积累。这些发现为治疗 Sars-CoV-2 感染引起的神经症状提供了新的可能性。
新冠病毒的刺突蛋白（红色）使病毒能够进入人体细胞，并在感染后长达四年的时间里依旧沉积在大脑中。图片：Juan Gaertner/Shutterstock
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https://www.helmholtz-munich.de/en/newsroom/news-all/artikel/long-covid-sars-cov-2-spike-protein-accumulation-linked-to-long-lasting-brain-effects
2024年末，德国科考船团队、德国造船业和国际极地研究机构共同迎来了好消息：德国联邦议会立项批准了新建科考破冰船的建造资金。这为亥姆霍兹联合会历史上最雄心勃勃的基础设施项目之一铺平了道路。40年来，“极星号”一直航行于北极和南极地区，为全球科研人员提供在全球最极端地区进行研究的机会。在经过近两年半的全欧招标后，新一代“极星号”的建造将由蒂森克虏伯船舶系统公司完成。该项目不仅是一项重要的经济促进措施，还展示了科学如何为可持续的未来技术提供驱动力。预计建造期五年，新一代“极星号”将于2030年交付使用。
图片 ：AWI
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https://www.awi.de/en/about-us/service/press/single-view/polarstern-neubau-auftrag-fuer-deutschen-forschungseisbrecher-vergeben.html
2022 年夏季，德国-波兰边境的奥德河中发生了成千上万条鱼群死亡事件。原因是小土栖藻(小三毛金藻Prymnesium parvum)的水华现象，小土栖藻释放的毒素最终导致了鱼类的死亡。亥姆霍兹环境研究中心的分析表明，一些高浓度的有机微污染物强化了藻类毒素的毒性。这些污染物包括阻燃剂、聚合物添加剂等有机化合物，也包括杀虫剂及其降解产物。这些污染物来自污水处理厂，上游是工业废水和农业。研究人员担心，气温升高和极端天气事件的结合可能导致多种藻类更为频繁出现爆发性繁殖。
2022年夏季奥德河鱼类死亡 图片：Luc De Meester / IGB
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https://www.ufz.de/index.php?en=36336&webc_pm=34/2024
对于乌克兰人民而言，2024年的冬天是自俄乌战争爆发以来最艰难的一个冬季。原因之一是乌克兰的能源基础设施遭受了严重破坏，至少一半已沦为废墟。亥姆霍兹联合会的科研人员一直在研究如何采取措施以保障在未来两个冬季的乌克兰电力供应。他们与波兰和乌克兰的同行合作，开发了一个数字孪生模型，用于模拟乌克兰能源系统可能出现的情况，以帮助做出能保障冬季的电力和供暖供应的关键决策。一个尚待建立的“能源形势中心”将在其中发挥关键作用：它能更好地协调乌克兰国内以及外部伙伴之间的合作，并增加各方之间的信息准确沟通。
乌克兰的太阳能电池板田。图片：Roman Mikhailiuk/Shutterstock
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https://www.helmholtz.de/en/newsroom/article/ukraine-needs-an-energy-coordination-center/
在手术中精确完整地切除肿瘤，同时尽量减少对周围健康组织的损伤，一直是外科手术的重大挑战。如今，一种新型短波红外医学成像技术有望使这一过程变得更加容易。德国癌症研究中心（DKFZ）与美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究团队开发了一种结合特殊荧光染料和先进摄像技术的技术手段。该技术可把不同组织的含水量予以可视化，从而在手术过程中辅助外科医生清晰地直接观察到肿瘤边缘以及淋巴结中的单个癌细胞，进而得以显著提高手术的精确度。这项跨学科研究不仅是技术突破，还凭借其巨大的临床应用潜力获得了2024年亥姆霍兹年度高影响力科技成果奖。该技术的成功应用不仅有望改善肿瘤外科手术的效果，还为未来的医学影像技术发展指引了新方向。
卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的衍生公司INERATEC开发出了一种特别高效的合成燃料（电子燃料）生产技术。这种化学反应器的结构比传统反应器紧凑80倍，得益于此，首台可持续燃料生产装置得以直接安装在标准集装箱内，实现了高度的灵活性和可移动性。但凡有可再生电力和二氧化碳的地方，都可以用上这种设备。今年，INERATEC公司在一轮融资中筹集了1.18亿欧元的资金。
莱布尼茨奖是德国最高科学奖项，奖金额度高达250万欧元。德国研究基金会（DFG）宣布的2025年度莱布尼茨奖十人获奖者名单中，马克斯·德尔布吕克分子医学中心（Max Delbrück Center）的生物化学家Ana Pombo教授和亥姆霍兹慕尼黑中心（Helmholtz Munich）的生物学家Maria-Elena Torres-Padilla教授荣获年度殊荣。
Maria-Elena Torres-Padilla因其在干细胞生物学和早期发育领域的研究而获奖。她出生于墨西哥，目前是亥姆霍兹慕尼黑中心干细胞中心主任、表观遗传学与干细胞研究所所长，同时还是亥姆霍兹先锋校园（Helmholtz Pioneer Campus）生物医学主任以及在慕尼黑路德维希-马克西米利安大(Ludwig-Maximilians-Universität München）出任兼职教授。
Ana Pombo因其在环境对疾病（如自闭症和癫痫）影响方面的开创性工作而获得该奖项。她原出生于葡萄牙，2013年经亥姆霍兹教授计划吸引入职马克斯·德尔布吕克分子医学中心MDC，并兼任柏林洪堡大学教授。她目前是MDC生物系统医学研究所(BIMSB)的副所长以及MDC医学中心项目副主任和副发言人。
Ana Pombo（左）和 Maria-Elena Torres-Padilla（右）获得德国 2025 年德国最高科学奖项—莱布尼茨奖
图片（从左到右） Pablo Castagnola/Max Delbrück Center；Petra Nehmeyer/Helmholtz Munich
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https://www.helmholtz.de/newsroom/artikel/leibnizpreise-fuer-zwei-helmholtz-forscherinnen/
原文来源：
https://www.helmholtz.de/en/newsroom/article/what-moved-us-this-year/
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