十大现金买球入口(中国)责任有限公司学者在《Nature Communications》发表末次冰消期全球升温机制研究新进展

发布时间:2022-09-19浏览次数:2181

2022年9月17日,我校海洋学院张帅博士与合作者撰写的题为“Thermal coupling of the Indo-Pacific warm pool and Southern Ocean over the past 30,000 years”的论文在国际知名刊物《Nature Communications》上发表。该论文通过集成印太海区海温数据(图一)及气候瞬变模拟分析,揭示了全球变暖中暖池与南大洋热耦合的关键作用。

图一 研究涉及的所有表层(圆点)、次表层(黄色五星)海温及热含量重建站位(红色五星)分布图

从18世纪人们意识到地球的气候历史中存在冰期-间冰期旋回以来,便产生了各种理论以解释过去冰期-间冰期的转变机制,如著名的米兰科维奇假说、热带驱动假说、西兰洲假说等等,理论中的气候强迫关键区从北半球高纬冰盖前缘逐渐移至热带海区和南大洋,但其中的一些关键过程和机理并不清晰。另外,对冰消期热带太平洋的气候态,特别是类厄尔尼诺-南方涛动(类ENSO)状态的认识并不一致。这些问题长期阻碍着古海洋古气候学科的进一步发展。

图二 3万年以来的印度-太平洋暖池热变化与类ENSO演化

本研究基于已发表的340组代用指标重建的表层海水温度数据(包括浮游有孔虫Globigerinoides ruber壳体Mg/Ca温度和UK’37温度)和7组次表层温度数据,并结合首次重建的3万年来西太平洋暖池上层海洋热含量演化史,全面重建了3万年以来热带太平洋的气候态演变过程,及其与南大洋的热耦合。

图三 3万年来西太平洋暖池的范围变化

结果显示:1)热带太平洋在末次冰期处于类厄尔尼诺的状态,冰消期时热带太平洋表层水的纬向温差增大,呈现出类拉尼娜的热状态,进入全新世后再次转向类厄尔尼诺态,而该类ENSO状态的转化主要受地球轨道岁差的调控(图二)。2)现代28°C暖池约出现于1.2万年前,对应岁差极小值和类拉尼娜态鼎盛期,其热含量也达到最大值,并在此后,暖池开始显著扩张(图三)。3)西太平洋暖池与东赤道太平洋和西南太平洋位于南大洋翻转环流路径上的次表层水温度在冰消期的升温约开始于2.2万年前,对应于暖池热含量的升高与岁差极大值,而超前于表层海水温度变化,可能源于冰消期浅层翻转环流将南大洋积累的过量热的向赤道输运(图四)。

图四 末次冰消期太平洋空间热传递过程示意图

这一成果主要由国家自然科学基金重点项目(41830539)支持,并在自然资源部第一海洋研究所李铁刚研究员指导下,由我校联合中国科学院海洋研究所、中国科学院南京地质古生物研究所、自然资源部第一海洋研究所、同济大学、中国地质大学(武汉)、德国基尔大学等知名高校和科研院所共同研发完成。


论文DOI:10.1038/s41467-022-33206-y

链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-33206-y