全球年均溫呈線性升高？南極海冰變化或是關(guān)鍵

距今約一萬年以來的全新世，全球是持續(xù)變暖還是冷暖交替?這個被稱為“全新世溫度謎題”的問題，一直困擾著古氣候?qū)W界乃至整個氣候?qū)W界。

《自然》發(fā)表的一篇由中國科學院青藏高原研究所等單位研究人員所撰寫的評論文章指出，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，美國學者博瓦等人在《自然》刊發(fā)的論文認為，全新世以來，全球年均溫呈線性升高趨勢。我們的評論文章對美國學者的觀點提出了質(zhì)疑。”12月6日，中國科學院青藏高原研究所研究員、蘭州大學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點：一是如全球海洋和陸地溫度記錄的集成結(jié)果所示，全球年均溫在早中全新世有一個大暖期(距今9000-7000年)，隨后全球變冷直至工業(yè)革命以來的再次全球變暖;另一種是氣候模型的模擬結(jié)果所揭示的，全新世以來全球年均溫持續(xù)變暖。

“對這兩種觀點，學者們爭論不休，至今未有定論。”張旭說道。

美國學者在發(fā)表于《自然》的論文中假設(shè)距現(xiàn)代間冰期最近的上一個溫暖的末次間冰期(距今約12.8-11.5萬年)不存在冰量和溫室氣體變化，當時全球溫度的季節(jié)差異完全由不同季節(jié)的太陽輻射決定，并通過建立季節(jié)到年均溫度的轉(zhuǎn)換函數(shù)(SAT)，最終得出全新世以來，全球年均溫呈線性升高趨勢的結(jié)論。

中科院院士、中科院青藏高原所所長陳發(fā)虎表示，這項研究驗證了此前氣候模擬的結(jié)果。此文發(fā)表后獲學界高度關(guān)注，《自然》專題報道中認為，“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(jié)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(tǒng)內(nèi)部的反饋作用對間冰期氣候變化的影響，夸大了太陽輻射對溫度變化的貢獻，因此結(jié)論并不可靠。

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

陳發(fā)虎解釋道，海冰變化作為一個典型的氣候系統(tǒng)內(nèi)部的正反饋過程，海冰增加會導致全球絕大部分區(qū)域乃至全球溫度都會顯著變冷。在現(xiàn)代氣候?qū)W研究中，海冰因?qū)θ蜃兣难杆夙憫恢北徽J為是一種氣候的快反饋過程。但是，在百年及以上的時間尺度上，南極海冰變化，由于其地理位置的特殊性，還受到氣候系統(tǒng)慢反饋過程的調(diào)節(jié)。

因此，在利用SAT對末次間冰期時段溫度指標中的季節(jié)偏差進行定量估計時，應當首先將南極海冰引起的溫度變化剔除;否則，將會夸大指標中的季節(jié)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(jié)論的氣候瞬變模擬試驗沒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(jié)果與古氣候重建結(jié)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?qū)⒆罱K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(tǒng)內(nèi)不同反饋過程對全球溫度演變的貢獻提供重要的參考。(陸成寬 ?劉曉倩)