全球持續變暖or冷暖交替？南極海冰變化或是解決關(guān)鍵

距今約一萬(wàn)年以來(lái)的全新世，全球是持續變暖還是冷暖交替?這個(gè)被稱(chēng)為“全新世溫度謎題”的問(wèn)題，一直困擾著(zhù)古氣候學(xué)界乃至整個(gè)氣候學(xué)界。

《自然》發(fā)表的一篇由中國科學(xué)院青藏高原研究所等單位研究人員所撰寫(xiě)的評論文章指出，南極海冰變化或可能是解決“全新世溫度謎題”的關(guān)鍵。“今年1月，美國學(xué)者博瓦等人在《自然》刊發(fā)的論文認為，全新世以來(lái)，全球年均溫呈線(xiàn)性升高趨勢。我們的評論文章對美國學(xué)者的觀(guān)點(diǎn)提出了質(zhì)疑。”12月6日，中國科學(xué)院青藏高原研究所研究員、蘭州大學(xué)教授張旭告訴科技日報記者。

關(guān)于“全新世溫度謎題”，目前主要存在兩種觀(guān)點(diǎn)：一是如全球海洋和陸地溫度記錄的集成結果所示，全球年均溫在早中全新世有一個(gè)大暖期(距今9000-7000年)，隨后全球變冷直至工業(yè)革命以來(lái)的再次全球變暖;另一種是氣候模型的模擬結果所揭示的，全新世以來(lái)全球年均溫持續變暖。

“對這兩種觀(guān)點(diǎn)，學(xué)者們爭論不休，至今未有定論。”張旭說(shuō)道。

兩極海冰擴張導致年均溫度的降低(顏色是溫度)?！≈锌圃呵嗖馗咴?供圖

美國學(xué)者在發(fā)表于《自然》的論文中假設距現代間冰期最近的上一個(gè)溫暖的末次間冰期(距今約12.8-11.5萬(wàn)年)不存在冰量和溫室氣體變化，當時(shí)全球溫度的季節差異完全由不同季節的太陽(yáng)輻射決定，并通過(guò)建立季節到年均溫度的轉換函數(SAT)，最終得出全新世以來(lái)，全球年均溫呈線(xiàn)性升高趨勢的結論。

中科院院士、中科院青藏高原所所長(cháng)陳發(fā)虎表示，這項研究驗證了此前氣候模擬的結果。此文發(fā)表后獲學(xué)界高度關(guān)注，《自然》專(zhuān)題報道中認為，“全新世溫度謎題”或已被解決。

然而，張旭研究員和陳發(fā)虎院士對該文結論的可靠性提出質(zhì)疑。他們認為，博瓦等人的工作忽略了氣候系統內部的反饋作用對間冰期氣候變化的影響，夸大了太陽(yáng)輻射對溫度變化的貢獻，因此結論并不可靠。

“博瓦等利用SAT方法定量重建指標中季節信號的前提條件是，溫度變化只受控于太陽(yáng)輻射。這一前提假設并不準確。”陳發(fā)虎說(shuō)，在末次間冰期時(shí)段，雖然冰蓋和溫室氣體相對穩定，但兩極海冰存在顯著(zhù)變化。

陳發(fā)虎解釋道，海冰變化作為一個(gè)典型的氣候系統內部的正反饋過(guò)程，海冰增加會(huì )導致全球絕大部分區域乃至全球溫度都會(huì )顯著(zhù)變冷。在現代氣候學(xué)研究中，海冰因對全球變暖的迅速響應，一直被認為是一種氣候的快反饋過(guò)程。但是，在百年及以上的時(shí)間尺度上，南極海冰變化，由于其地理位置的特殊性，還受到氣候系統慢反饋過(guò)程的調節。

因此，在利用SAT對末次間冰期時(shí)段溫度指標中的季節偏差進(jìn)行定量估計時(shí)，應當首先將南極海冰引起的溫度變化剔除;否則，將會(huì )夸大指標中的季節偏差，導致全新世的年均溫呈上升趨勢。

更值得注意的是，博瓦等人用于支持其結論的氣候瞬變模擬試驗沒(méi)有很好地考慮南極海冰演變的特性，導致全新世南極海冰的模擬結果與古氣候重建結果不符。

張旭表示，如果可以在SAT方法中合理考慮南極海冰變化對年均溫度的影響，或將最終解決“全新世溫度謎題”。這將為我們評估氣候模型的可靠性以及定量氣候系統內不同反饋過(guò)程對全球溫度演變的貢獻提供重要的參考。(劉曉倩 科技日報記者 陸成寬)

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