12月2日,中科院青藏高原所研究員、蘭州大學教授張旭和中科院院士、中科院青藏高原所所長陳發虎在《自然》雜誌發表評論文章指出,南極海冰變化或是解決“全新世溫度謎題”的關鍵。該評論文章是對此前美國新澤西州立大學Bova博士等人在《自然》雜誌刊發的論文觀點提出的質疑。
全新世是指距今約一萬年以來的現代間冰期。張旭介紹,根據全球海洋和陸地溫度記錄的整合結果,全球年均溫在早中全新世(距今9-7千年)有一個大暖期,隨後全球變冷,直至工業革命以來全球再次變暖。而氣候模型的模擬結果則顯示,全新世以來全球年均溫持續變暖。
這一地質記錄和氣候模擬差異的“全新世溫度謎題”,是古氣候學界乃至整個氣候學界最為熱門的研究課題之一,至今未有定論。
Bova等人假設,距現代間冰期最近的上一個溫暖的末次間冰期不存在冰量和溫室氣體變化,其全球溫度的季節差異完全由不同季節的太陽輻射決定,並透過建立季節到年均溫度的轉換函式(SAT),嘗試剔除古海溫指標中的季節性偏差,以此定量年均溫的變化,最終得出全新世以來,全球年均溫呈線性升高趨勢的結論,驗證了此前氣候模擬的結果。
該文得到學界高度關注,《自然》雜誌在對該文的專題報道中認為,“全新世溫度謎題”或已被解決。
但張旭和陳發虎對該文結論的可靠性提出了質疑,認為Bova等人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,誇大了太陽輻射對溫度變化的貢獻,海冰增加會導致全球絕大部分割槽域乃至全球溫度都會顯著變冷,因此在利用SAT對末次間冰期時段溫度指標中的季節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,否則將會誇大指標中的季節偏差,導致全新世的年均溫呈上升趨勢。
同時,二人認為,Bova等人用於支援其結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果與古氣候重建結果不符。如果氣候模型無法正確重現這些對溫度變化有顯著影響的氣候內反饋過程,例如南極海冰的變化,那麼,將模擬結果作為一種評判並解釋古溫度指標意義的參考標準就變得非常牽強。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”,這將為評估氣候模型的可靠性以及定量氣候系統內不同反饋過程對全球溫度演變的貢獻提供重要參考。
文章第一作者張旭專門從事海洋-大氣-冰凍圈多圈層的相互作用的模擬研究。他所在的中國科學院青藏高原研究所古生態與人類適應團隊的研究目標之一就是認識青藏高原溫度變化的海拔依賴性和放大器作用,探索青藏高原這一地球第三極與北極和南極間的相互作用及其對全球溫度的影響。