过去的记录有助于预测未来气候变化对陆地和海洋的不同影响

靶诘主 · 发表于科研成果分享 2023-3-8 05:09:33

马萨诸塞州伍兹霍尔——温室气体排放导致的持续气候变化通常是以全球平均变暖的角度来讨论的。例如，具有里程碑意义的《巴黎协定》试图将全球变暖限制在1.5⁰C、相对于工业化前的水平。然而，未来全球变暖的程度将不同。气候变化中最明显的地区差异之一是陆地升温速度快于海洋。这种对未来变暖的“地面放大”对理解和应对气候变化具有现实意义。
一个新的www.52ocean.cn，是伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）海洋化学和地球化学系的助理科学家，也是该论文的主要作者。
Seltzer说：“理解地球放大的重要性的一个原因是，在未来全球变暖的情况下，地球将经历的变暖程度不会在任何地方都一样。”。“为气候模型模拟增加一个坚实的基础，它植根于对过去气候和基础物理学的观察，可以告诉我们当前和未来变暖的区域差异。”塞尔策指出，陆地放大（TA）类似于“极地放大”，即对气候模型的预测，即高纬度地区将比低纬度地区经历更多的变暖。
虽然现代观测记录由于气候系统其他部分的影响而逐年变化，因此噪音很大，但陆地表面更大变暖的预测现在是www.52ocean.cn这项新的研究发表在周三的期刊上科学进展，“首次使用古气候数据来评估陆地和海洋表面如何受到未来变暖影响的理论，”Seltzer说。“这项研究在模型预测未来变暖的区域变化方面给了我们更多的确定性。”
这篇论文调查了末次冰期（LGM）期间的陆地放大现象，这发生在大约20000年前的低纬度地区，他们将其定义为30⁰S–30秒⁰作者说，正是在这些纬度地区，TA的理论基础最为适用。作者利用陆地和海面上的古气候记录的新汇编来估计LGM中TA的大小，以与气候模型模拟和理论预期进行比较。为了更好地了解大陆在LGM中的寒冷程度，世界卫生组织塞尔策的研究正在进行中，这篇新论文建立在最近的一项研究这项研究使用了从古代地下水中捕获的溶解气体中获取的信息，作为过去地表的温度计。
作者扩展了陆地放大的热力学理论，该理论基于陆地和海洋之间的湿静态能量（由温度、含水量和一块空气的高度表示的势能）的耦合变化。在LGM中，由于陆地上大冰原的生长，海平面比今天低120米，与没有海平面变化的情况相比，海平面略为温暖和潮湿。通过考虑这一影响并借鉴古气候记录，作者们能够直接将过去的陆地放大与未来的预测进行比较。论文指出，虽然人们很好地理解TA的潜在机制是由海洋上的潮湿空气和陆地上的干燥空气之间的基本热力学差异引起的，但一些因素自然变化、观测限制、热滞后和非CO2.此前的强迫力使人们无法从20第世纪变暖。“缩小陆地放大的范围将有助于未来预测低纬度气候变化，这与热应力和水的可用性有关，”论文指出。
共同作者皮埃尔·亨利·布拉德他说，这篇论文是“气候科学向前迈出的一步”，对其他科学领域和公众都有重要意义。“我们表明，一个简单的模型，包括湿度和海平面变化，有力地描述了在任何时间尺度上，低纬度到中纬度地区的大陆温度变化的放大幅度都比海洋大40%。这一结果很重要，因为尽管大多数古气候档案都位于海洋中，但人类的现在和未来都依赖于我们的知识。”位于法国南锡的岩石和地球化学研究中心（CRPG）的国家科学研究中心（CNRS）研究主任布拉德表示。
这项研究很重要，“因为它帮助我们理解地球过去的气候记录，以及如何将其与我们的模型和对未来的期望联系起来。”史蒂文·舍伍德说。这篇论文“应该澄清任何误解，即陆地和海洋在我们所知道的不同气候下以相同的速度变暖或降温，并应该利用这些知识。未来的影响是，随着全球变暖的持续，地球大陆将继续比海洋升温更快，直到我们有望达到净零度并停止这种现象。”，澳大利亚悉尼新南威尔士大学气候变化研究中心ARC气候极端卓越中心教授。
共同作者Masa Kageyama表示，她认为这篇论文很重要“因为它触及了一个由复杂气候模型产生的气候变化预测中普遍存在的特征：大陆比海洋更温暖。在本文中，我们分析了从上一次冰川极盛到现在的气候变化的这一特征，其幅度与未来几个世纪预计的变暖幅度相同。”景山法国巴黎大学皮埃尔·西蒙·拉普拉斯研究所CNRS气候与环境科学实验室（LSCE）研究主任。
Kageyama说：“热带温度重建、最先进的气候模型以及一个基于大陆和海洋上水汽和热量的耦合变化的简单理论都汇聚在一起，为陆地放大提供了可靠的估计，这一点非常值得注意。”。“在我看来，这加强了对未来气候变化的预测，同时也带来了对过去气候变化的新理解。”
这项研究的资金由国家科学基金会地球科学部和法国国家科学研究中心提供。
作者：
艾伦·M·塞尔策1.，皮埃尔·亨利·布拉德2, 3,史蒂文·C·舍伍德4.,和Masa Kageyama5.
从属关系：
1.海洋化学系；美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所地球化学
2.法国Vandoeuvre-lès-Nancy洛林大学CNRS研究中心
3.比利时布鲁塞尔ULB地球科学、环境、社会部Glaciologie实验室
4.澳大利亚新南威尔士州悉尼新南威尔士大学气候变化研究中心
5.气候与环境科学实验室/皮埃尔·西蒙·拉普拉斯研究所，巴黎萨莱大学，伊维特河畔吉夫，法国
关于伍兹霍尔海洋研究所
伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）是马萨诸塞州科德角的一家私营非营利组织，致力于海洋研究、工程和高等教育。成立于1930年，其主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用，并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的理解。WHOI的开创性发现源于科学和工程的完美结合，使其成为世界上基础和应用海洋研究和勘探领域最值得信赖和技术最先进的领导者之一。WHOI以其多学科方法、卓越的船舶操作和无与伦比的深海机器人能力而闻名。我们在海洋观测方面发挥着主导作用，运营着世界上最广泛的一套数据收集平台。顶尖的科学家、工程师和学生在全球范围内合作开展了800多个并行项目，跨越了知识和可能性的界限。有关更多信息，请访问www.52ocean.cn

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