长期以来古气候学界一向存在一个未解的谜题,即为什么在一段较长的冷期之后,迅速地以一个相对较短的气候变暖期为完毕,然后又再次重复改变?这种冷暖改变的进程机制是什么?这实际上涉及到地球的南–北两个半球气候进程之间的相互效果及其机制问题。
中国科学院地球化学研讨所环境地球化学国家重点实验室、中科院第四纪科学与全球改变杰出立异中心研讨员洪冰课题组与阿根廷和日本科研人员组成的联合研讨小组,近来在世界地学期刊Earth-Science Reviews上提出依据标明,当来自高北纬度巨量的融冰洪水倾注入北大西洋,导致大西洋经向倒转环流(AMOC)的运改变慢乃至中止,致使地球体系能量从头分配,北半球变冷而南半球变暖,呈现一个正相的半球热梯度或半球间温度反差(TCBH),它使得地球的热带辐合带(ITCZ)和南半球西风带(SWW)的均匀纬度方位向地球的南极方向移动,起源于南半球的印度洋夏季风(ISM)的强度也一起变弱(图1)。
上述改变进程显现了北半球对南半球的影响;而南半球是否及怎么影响北半球仍不清楚。该项研讨的第一个新贡献是,进一步阐明晰南半球西风带的活动特征,指出该西风带存在一个风力最强的相对安稳的中心区域,它坐落大约南纬47度邻近;南半球西风带对不同相位的半球间温度反差的呼应,表现为以大约南纬47度为轴,向地球南极或赤道方向摇摆的进程(图1);第二个新贡献是,提出在Heinrich1事情(H1事情)和新仙女木事情(YD事情)时期,当灾难性的融冰洪水对地球气候体系形成冲击时,也一起启动了地球气候体系的自我修正进程,或触发了一个南半球对北半球气候的影响进程。这个自我修正进程是因为南半球西风带向南极方向的摇摆触发的,它使南大洋上升涌流增强,其效果不仅把更多大洋深部的CO2释放到大气环境中,导致南北半球不同的变暖,特别是它增强了对南大洋深层水的拉动效果,反映了南半球西风对AMOC更强的拉动影响,并终究导致AMOC从头加速工作,使北半球变暖而南半球变冷(图1)。该研讨效果突显了地球两半球气候体系的相关特征,特别是南半球西风在其中所起的重要效果;它提醒了关于地质历史上发作的一些严重灾变,地球气候体系具有自我修正才能。这一效果对地球体系科学研讨具有重要意义。
图1. 末次冰期-间冰期转换期南半球西风带(SWW),热带辐合带(ITCZ)及印度洋夏季风(ISM) 对半球热梯度改变(TCBH)的呼应联系。YD指新仙女木冷期,B/A指Bolling/Allerod暖期, ACR攻略极冷回转期,H1指Heinrich1冷期。
来历:中国科学院地球化学研讨所