全球變暖導(dǎo)致極端氣候事件頻發(fā)，如何預(yù)估未來(lái)氣候變化？科研人員將目光投向古老的地質(zhì)記錄。

中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所通過(guò)研究渭河盆地512米巖芯，重建了過(guò)去兩百萬(wàn)年?yáng)|亞季風(fēng)變化歷史，為未來(lái)快速氣候變化預(yù)測(cè)與應(yīng)對(duì)提供了新視角。

01

記錄百萬(wàn)年季風(fēng)突變歷史

對(duì)東亞季風(fēng)變化敏感的渭河盆地，是獨(dú)特的氣候變化檔案庫(kù)。渭河盆地的巖芯中，新生代沉積厚達(dá)7500米，是解密氣候變化的絕佳陸相檔案。

▲渭河盆地鉆探（AI作圖）

科研人員從渭河盆地西部沉降中心獲取了512米巖芯。巖芯記錄了劇烈的湖面波動(dòng)，顏色深淺反映了氧化-還原環(huán)境波動(dòng)，粒度粗細(xì)與湖水動(dòng)力強(qiáng)弱相關(guān)。

古地磁結(jié)果顯示，巖芯底部年齡約1.95 Ma（百萬(wàn)年），表現(xiàn)出顯著冰期-間冰期至千年尺度變化特征。

▲渭河盆地鉆探巖芯

02

季風(fēng)氣候突變的“幕后推手”

此前對(duì)北大西洋深海沉積的研究顯示，在寒冷冰期大氣和海水溫度存在千年尺度大幅波動(dòng)，與高緯地區(qū)冰蓋不穩(wěn)定性引發(fā)的大西洋徑向環(huán)流強(qiáng)度變化關(guān)系密切，簡(jiǎn)稱(chēng)為“冰期氣候突變的高緯放大”。

通過(guò)此次獲得的巖芯粘土含量變化，科研人員重建了過(guò)去兩百萬(wàn)年?yáng)|亞季風(fēng)變化歷史。粘土含量揭示出溫暖間冰期季風(fēng)氣候存在頻繁劇烈的波動(dòng)，存在顯著的半歲差、1/4歲差和千年尺度信號(hào)。

▲最近兩百萬(wàn)年季風(fēng)快速變化

研究發(fā)現(xiàn)，有別于“冰期氣候突變的高緯放大”，此次巖芯表現(xiàn)出的間冰期季風(fēng)氣候不穩(wěn)定性特征，主要受南北半球低緯夏季太陽(yáng)輻射極大值變化的驅(qū)動(dòng)。

在溫暖間冰期季風(fēng)氣候顯示出劇烈的千年尺度波動(dòng)，與低緯兩半球夏季太陽(yáng)輻射極大值導(dǎo)致的海陸熱力差異和半球間水熱輸送密切相關(guān)，可視為“間冰期季風(fēng)突變的低緯驅(qū)動(dòng)”。

▲氣候突變的高低緯驅(qū)動(dòng)

低緯海洋像一個(gè)巨大的“氣候發(fā)動(dòng)機(jī)”，太陽(yáng)輻射微小變化則是發(fā)動(dòng)機(jī)的起搏器。太陽(yáng)輻射極大值變化，可通過(guò)影響海溫變化進(jìn)而改變海陸熱力差異和半球間水熱傳輸，成為季風(fēng)氣候突變的“幕后推手”。

03

“超級(jí)干旱”值得警惕

通過(guò)對(duì)比現(xiàn)今溫暖期和40萬(wàn)年前間冰期的氣候波動(dòng)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)低緯兩半球夏季太陽(yáng)輻射極大值變化具有驚人的相似性，較低的太陽(yáng)輻射極大值均會(huì)誘發(fā)季風(fēng)減弱和極端干旱事件頻發(fā)。

▲古今對(duì)比預(yù)估未來(lái)干旱

渭河盆地高分辨率的地質(zhì)記錄，為預(yù)測(cè)未來(lái)更為頻發(fā)的極端氣候事件提供了重要線索。研究表明，假若沒(méi)有人類(lèi)活動(dòng)干擾，當(dāng)前溫暖期至少還會(huì)持續(xù)1.2萬(wàn)年，但季風(fēng)強(qiáng)度將在兩千年后顯著減弱，同時(shí)伴隨著極端干旱事件發(fā)生。

在全球氣候變暖的大背景下，“超級(jí)干旱”值得我們警惕。未雨綢繆構(gòu)建極端氣候事件預(yù)警體系，是地球宜居與人類(lèi)社會(huì)永續(xù)發(fā)展的重要保障。

原文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2426353122

數(shù)據(jù)鏈接：黃土科學(xué)數(shù)據(jù)中心 https://doi.org/10.12262/IEECAS.EAPSD2025003

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所

責(zé)任編輯：宋同舟