Abstract 3D nanolithography based on two‐photon polymerization (TPP) allows for the high‐precision fabrication of nearly arbitrary 3D micro/nanostructures, finding extensive applications in areas such as micro‐optics, micro‐mechanics, and biomedicine. However, the large size, complexity of optical systems, and high costs have significantly constrained the widespread adoption of 3D nanolithography technology in both scientific research and industry. In this study, a metasurface is introduced, for the first time, into 3D nanolithography resulting in the construction of a miniaturized and simplified TPP system that achieved efficient multi‐focus parallel processing with high uniformity. A microlens array is fabricated, showcasing the system's application capacity to generate an array of devices with high consistency and quality. It is believed that the utilization of metasurface devices will provide a novel TPP operating platform, enabling richer and more flexible printing functionalities while maintaining system miniaturization and low cost.

Onshore pond-based aquaculture occupies a large proportion of coastal fisheries and is vulnerable to marine flooding. One common adaptation strategy is constructing sluices along inlets to prevent flooding. The efficacies of sluices typically depend on gate operation, associated risks, and flooding processes. However, few studies were focused on inundation characteristics and mitigation measures for valuable aquaculture farms. To assess the effectiveness of sluices in flood mitigation, we simulated storm surge inundation processes in a coastal aquaculture farm in the Pearl River Delta, where storm surges frequently occurred. The newly constructed sluice can substantially reduce the extent and severity of flood inundation. The antecedent water levels in fish ponds significantly affected the inundation processes, and a water level of −0.5 ∼ 0 m below mean sea level was a recommended value for reducing inundation risk. Our modeling results regarding the effect of the sluice and antecedent water levels on mitigating flood inundation will provide a reference for flood control of onshore aquaculture farms.

Abstract Dynamic holography can reconstruct realistic and highly interactive 3D scenes, offering a promising way for future display. Emerging metasurface with small pixel size and powerful light modulation capability demonstrates performance superior to traditional spatial light modulators, but dynamic meta‐holography with high information capacity and high frame rate remains a challenge. This paper presents a design scheme combining a preset polarization‐dependent metasurface with a high‐speed projection module to realize smooth dynamic display at multiple polarization states. With the projection module, the system can achieve dynamic meta‐holography at two orthogonal circular polarization states with 2 37 and 2 47 different holographic frames respectively, and grayscale meta‐nanoprinting at a linear polarization state with three different patterns. At the same time, the polarization multiplexed dynamic display scheme enables independent displays at three distinct polarization states with an extremely high frame rate (9523 frames per second). This advancement holds promise for applications in dynamic holographic display, optical encryption, virtual reality, and information storage.

Characterization of debris flow is critical to both risk assessment and hazard mitigation. Recent technologies enable on-site environmental monitoring sensors for geological disaster monitoring. However, the spatio-temporal understanding of debris flow in remote mountainous areas is still limited due to difficulties in observation networks and its complex driving conditions. Here we apply a coupled surface-subsurface hydrologic model to examine the characteristics of the water movements near the debris flow sites in Southwest China. Our approach captured the temporal dynamics of infiltration, redistribution of soil moisture, groundwater storage, and lateral groundwater fluxes. The lateral groundwater flux and groundwater storage were informative indicators in identifying debris flow location. Such informativeness was only effective when hourly dynamics were analyzed. Our findings provide new insight into quantifying the debris flow susceptibility. This study suggests that the coupled surface-subsurface watershed modeling approach can be informative for preliminary monitoring, planning and management problems of debris flow.

Landslides pose a formidable natural hazard. Accurate risk assessment of landslides triggered by precipitation heavily relies on hydrometeorological factors, specifically precipitation and soil moisture. However, the insufficient ground-based observations and the coarse spatio-temporal resolution hinder the performance of landslide prediction. It is not clear what hydrometeorological thresholds and triggering mechanisms are more likely to trigger landslides in China, particularly in the context of rapid urbanization. To address these questions, this study investigated 1504 shallow landslide events in Chinese urban and non-urban areas from 2007 to 2019. It utilized daily 1 km soil moisture at various depths (20–100 cm) and multi-source precipitation datasets, including gauge-based gridded dataset, in conjunction with three multi-source fusion precipitation products (Multi-Source Weighted-Ensemble Precipitation − MSWEP, the Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station dataset − CHIRPS, and the Integrated Multi-satellitE Retrievals for Global Precipitation Measurement − GPM-IMERG), along with dynamic urban impervious area datasets. It aims to determine the optimal multi-source precipitation predictor, the critical soil moisture depth that triggers landslides, and to establish the hydrometeorological thresholds for landslides. Additionally, the impact of urbanization on landslide occurrences was estimated by comparing antecedent precipitation accumulation, soil moisture, and impervious surface ratio dynamics between urban and non-urban areas. The results indicated that a combination of 2-day cumulative CHIRPS precipitation and 100 cm soil moisture provided the most accurate predictions for landslides in urban regions of China (accuracy = 88.5 %), outperforming interpolated ground-based observations and other fusion products. Specifically, landslides become more prone when antecedent cumulative rainfall surpasses 97.42 mm in 2 days and soil moisture exceeds 39.6 % m3/m3 saturation in China. Urban areas experienced high antecedent precipitation levels, lower precipitation (64.40 mm) threshold and soil moisture threshold (38.9 %), and shorter durations at landslide sites compared to non-urban areas (71.90 mm, 41.4 %, and 7 days, respectively). The process of urbanization is observed to decrease soil moisture levels while concurrently elevating rainfall amounts. This phenomenon, combined with anthropogenic activities, including distance from roads and urban impervious surface expansion, contributes to 44.6 % of the causes of landslides by reducing slope stability and increasing the presence of loose material. These findings have implications for landslide warnings in urban areas with limited measurements and contribute to understanding urbanization's impact on landslide risks in developing nations.