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末次冰期千年气候事件5-7的瞬变气候模拟数据发布

近日,中国科学院青藏高原研究所张旭研究员团队在国际顶级地学期刊《Nature Geoscience》上发表了题为“Direct astronomical influence on abrupt climate variability”的研究论文,国家青藏高原科学数据中心(https://data.tpdc.ac.cn)作为该论文的数据仓储,目前已在线发布相应的数据集,用户可申请获取。

晚更新世千年尺度气候突变的幅度变化受冰期旋回气候背景演变的调制,是轨道尺度太阳辐射变化的间接后果。然而,地球轨道变化是否可以直接触发千年气候事件(而不改变背景状态)仍有待确定。为了解决这一难题,由张旭研究员等中国科学家主导的国际科研团队利用先进的复杂气候模型,系统地阐述了地球轨道变化驱动千年气候事件的动力机理。在复杂气候模型中首次证实了地球轨道变化可直接驱动气候突变(图1),在此基础上,研究人员又进一步采用轨道参数的单一强迫试验,证实了单一轨道参数变化也可直接引发千年尺度的气候震荡,即轨道对气候突变的直接调制。研究人员通过一系列气候敏感性试验,总结出了一个用于阐述轨道双重调制的动力概念模型。通过这些研究得出:更新世以来的千年尺度气候事件很可能一直受到地球轨道参数变化的双重调制。

图1 模拟的千年气候事件。a-b 为试验中施加的气候强迫(地轴倾角和岁差),c为模拟的AMOC指数,d和e分别为AMOC突变所造成的全球年均温和降水的变化

相关数据集是利用气候模型COSMOS运行的37.5-32kaBP轨道变化瞬变试验TRN40ka。COSMOS(ECHAM5-JSBACH-MPI-OM)是德国马普所研发的海洋大气植被耦合气候模型,大气-陆面模块(ECHAM5-JSBACH)的空间分辨率为T31(∼3.75°),垂直19层;海洋模块(MPI-OM)是不规则网格,水平分辨率为 (3°×1.8°) ,垂直40层。数据中包含SST(海表温度),subST(400-2000m深度的垂直综合海温),ZMLD(垂直混合层深度),SIC(海冰含量),AMOC index(大西洋经向翻转环流指数)等要素。该数据及研究可为系统地理解更新世冰期旋回中轨道调制气候突变的规律提供参考。

该工作得到国家自然科学基金“青藏高原地球系统”基础科学中心项目(41988101)和面上项目(42075047)的联合资助。

论文信息:

Zhang, X., S. Barker, G. Knorr, G. Lohmann, R. Drysdale, Y.B. Sun, D. Hodell, & Chen, F. H. (2021), Direct astronomical influence on abrupt climate variability, Nature Geoscience, 14, 819–826. https://doi.org/10.1038/s41561-021-00846-6.

数据信息:

张旭. (2021). 末次冰期千年气候事件5-7的瞬变气候模拟. 国家青藏高原科学数据中心, DOI: 10.11888/Paleoenv.tpdc.271670. CSTR: 18406.11.Paleoenv.tpdc.271670.

数据链接:http://dx.doi.org/10.11888/Paleoenv.tpdc.271670.