當前位置:首頁 > 科研信息 > 學術活動
                                                                                                      【劉東生講座第4講】尹秋珍:軌道驅動在間冰期引起的氣候突變及對未來的啟示
                                                                                                      發布時間:2021-11-30 

                                                                                                      20211122日,中國科學院新生代地質與環境重點實驗室于劉東生先生誕辰104年舉行第四期劉東生講座,邀請國際第四紀研究聯合會(INQUA Shackleton獎獲得者比利時新魯汶大學尹秋珍副教授做題為軌道驅動在間冰期引起的氣候突變及對未來的啟示講座。兩百多名師生參與了此次線上講座。講座由新生代地質與環境重點實驗室副主任楊石嶺副主任主持。

                                                                                                      尹秋珍首先借劉東生講座這次機會回顧了自己與劉東生先生的交往,并對導師郭正堂院士以及地質與地球物理研究所的相關老師對自己在所里讀博期間的教導、關心與幫助表達了感謝。接著尹秋珍給大家較為詳細地介紹了一些有關古氣候的天文軌道理論的相關知識。隨后她重點詳細地介紹了其最近發表在Science期刊上的關于“軌道驅動在間冰期引起的氣候突變及對未來的啟示”的工作。

                                                                                                      該工作針對的科學問題是:是什么因素導致了間冰期的氣候突變?太陽輻射是地球氣候系統最重要的外部驅動力之一,對區域和全球氣候變化均發揮著至關重要的作用。然而,由地球軌道因素引起的地表所接收的太陽輻射的變化非常緩慢(軌道尺度,萬年到十萬年級別),使得太陽輻射的影響在氣候突變研究中常被忽視。尹秋珍通過對過去80萬年以來11個間冰期階段的氣候瞬變模擬,發現在每個間冰期即將結束的時候,緩慢變化的太陽輻射都可以在全球范圍內引起快速的氣候突變事件。具體表現為,當北半球夏季太陽輻射降低到一個臨界值時,大西洋經向翻轉環流(AMOC)短時間內突然劇烈減弱,隨之發生大幅度的振蕩(圖1)。AMOC的這種變化在北半球引起大范圍快速降溫事件,同時在不同地區的降雨和植被中也引起快速的波動。他們的研究揭示,這種太陽輻射引起的快速降溫事件在北半球高緯度地區短時間內形成大量的積雪,有可能是造成間冰期溫暖氣候結束、寒冷冰期開始的一個重要因素。這一通過氣候模擬獲得的間冰期后期突然變冷事件包括它們發生的時間,也得到了格陵蘭冰芯記錄、伊比利亞邊緣海浮游有孔蟲殼體δ18O以及其他高分辨率記錄的進一步證實。


                                                                                                      1 以末次間冰期為例顯示的太陽輻射引起的AMOC和溫度的變化。(A)四個緯度(55?N、65?N、75?N85?N)夏半年平均太陽輻射的平均值,夏半年平均太陽輻射是由北半球夏半年總的太陽輻射除以其時間長度所得到;(B)大西洋徑向翻轉流(AMOC)強度;(C)北大西洋年均海表面溫度(SST);(D)為(B)中“B”和“A”點的年均SST差異;(E)為(B)中“B”和“A”點年均表面氣溫差異。 

                                                                                                      尹秋珍認為導致間冰期末期AMOC突然減弱的原因是北半球高緯度夏季太陽輻射。具體過程是,隨著太陽輻射的逐漸降低,北極海冰范圍逐漸擴張。當太陽輻射降低到一個臨界值時,海冰開始覆蓋拉布拉多海的對流中心,導致其對流突然關閉,引起AMOC的突然減弱。同時在北歐海北部,海冰與海洋內部溫度的相互作用使得那里的對流產生了百年尺度的高振幅振蕩,從而引起了AMOC的大幅度振蕩。只有當太陽輻射重新升高到一定程度,使得拉布拉多海和北歐海北部不再被海冰覆蓋,這種AMOC的大幅振蕩才會停止。 

                                                                                                      最后,尹秋珍就該研究工作對未來氣候變化給予了啟示。她認為與過去80萬年的間冰期相比,我們目前所處的間冰期非常特別,在很長的一段時間內太陽輻射都太高,不足以達到臨界值,臨界值只出現在5萬年后(圖2),與Berger and Loutre (2002)通過冰蓋模擬得出我們目前所處的間冰期超長、下一個冰期在5萬年后才可能出現的結論是一致的。


                                                                                                      2過去80萬年至未來10萬年太陽輻射的臨界值變化。紅色和藍色曲線是平均夏半年太陽輻射(定義見圖1)?;疑幱笆倾@孔U1385底棲有孔蟲δ18O曲線展示的冰期-間冰期旋回。兩條水平虛線分別是太陽輻射的最高和最低臨界值(358.2352.1Wm-2)。黃點表示間冰期末期AMOC突然減弱的時間點。 

                                                                                                      在提問環節,尹秋珍與多名老師、同學就氣候突變的機制、間冰期的持續時間、南北半球的相互作用、低緯驅動在全球氣候變化中的作用等展開了熱烈和愉快的交流討論。 

                                                                                                      講座結束后,楊石嶺為尹秋珍頒發了劉東生講座證書。

                                                                                                       
                                                                                                      【打印本頁】【關閉本頁】
                                                                                                       
                                                                                                       
                                                                                                      版權所有 © 中國科學院新生代地質與環境重點實驗室 京ICP備12001849
                                                                                                      地址:北京市朝陽區北土城西路19號 郵編:100029
                                                                                                      電話:010-82998397 傳真:010-62010846 郵箱:cge@mail.iggcas.ac.cn
                                                                                                       
                                                                                                       
                                                                                                      大吊操淫女