中國科學院青藏高原研究所研究員張旭與英國、德國、澳大利亞科學家組成的國際科研團隊利用復雜氣候模型，系統(tǒng)論證了地球軌道變化對氣候突變的雙重調(diào)制機制，為理解更新世氣候突變事件的觸發(fā)機理提供了全新動力模型。相關研究近日在線發(fā)表于《自然—地球科學》。
研究人員首先開展了4萬~3.2萬年前的氣候瞬變模擬實驗。在實驗中，他們僅將地球軌道參數(shù)作為變化量，而其他所有的環(huán)境變量(例如冰量、溫室氣體等)均保持恒定，以此檢驗軌道變化是否可以直接觸發(fā)大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流的突變。
實驗表明，大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流出現(xiàn)類似于氣候記錄中的千年尺度震蕩，相應的溫度和降水變化也與記錄有較好的一致性。這意味著，研究人員在復雜氣候模型中首次證實了地球軌道變化可直接驅(qū)動氣候突變。
隨后，研究人員采用軌道參數(shù)的單一強迫實驗，即僅改變地軸傾角或離心率和歲差，進一步定性不同軌道參數(shù)變化對氣候突變的影響。實驗數(shù)值證實了單一軌道參數(shù)的變化也可直接觸發(fā)北大西洋海洋環(huán)流的突變，即軌道變化對氣候突變可直接調(diào)制。
為了系統(tǒng)厘清冰期旋回中軌道變化調(diào)制千年氣候事件的規(guī)律，研究人員通過數(shù)值實驗，總結(jié)出一個解釋更新世不同時期千年氣候事件的動力概念模型，即在冰期旋回中，當氣候背景類似于末次盛冰期或者末次間冰期最暖期時，軌道變化無法觸發(fā)氣候突變，而當冰量和溫室氣體處在盛冰期和間冰期最暖期之間時，軌道變化可直接引起千年尺度的氣候自震蕩。自震蕩可在某一特定的軌道參數(shù)范圍內(nèi)持續(xù)存在，直到軌道參數(shù)移出該特定范圍，這個特定范圍可稱為千年氣候事件的“機會窗口”。與此同時，氣候背景的變化，可以改變“機會窗口”在軌道周期中出現(xiàn)的位置。(記者 韓揚眉)
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