Nature：末次冰盛期以来的举世地表气温全时空重修

中科院地质地球所

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重修地球过去的气候，特殊是针对仪器观测之前的地球气候，是相识自然气候变率的关键。地质记载是承载地球过去气候变化的重要证据，但其呈现的效果每每在空间上很难一连，气候模式的不停发展为古气候模拟提供了重要手段，其模拟效果可直接给出时空一连的气候分布。然而由于地质记载与气候模式各自存在不同水平的不确定性，导致二者之间的对比不停乏善可陈，乃至结论相左。古气候模拟先驱John E. Kutzbach曾指出气候研究必须将模拟与记载紧密联合才华更好地理解过去气候及预测未来气候变化。怎样将地质记载与模拟效果联合，使其更全面地还原地球历史气候是当今古气候研究范畴的一个热门。在近来的研究中，美国华盛顿大学大气科学系学者们基于今世数值天气预报中的资料同化技能将地质记载（树轮、冰芯、珊瑚同位素等）束缚、融和模拟效果得到了过去千年以来的全球网格化的古气温序列（Hakim et al., 2016，Tardif et al., 2019）；这一方法的应用开发了古气候重修范畴的新天地（Tierney et al.,2020）。


克日，来自美国亚利桑那大学地球科学系团队Mattew B. Osman博士、Jessica E.Tierney博士等团结美国国家大气研究中心Zhu Jiang博士及美国华盛顿大学大气科学系团队Robert Tardif、Gregory Hakim等学者再次使用资料同化方法，将过去24000年（24 ka）以来的500多组海温重修序列与17组氧同位素耦合模子试验效果相融合，得到了首套高时间分辨率（200年）的末次冰盛期以来的全球网格化分布的气温再分析场(LGMR)，为理解末次冰盛期以来气候变化响应外部强迫提供了重要依据。

                               
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图1 过去24千年（ka）以来全球均匀地表气温重修（Osman et al.,2021）


Osman等的效果表现从24 ka至17 ka左右，地球不停处在严寒的冰期状态；从16.9 ka开始，全球范围的冰消期忽然创建，全球气温快速回升；在经历千年尺度的新仙女木冷事件后（12.8 ka-11.7 ka），地球气候进入了向今世间冰期的最后过渡阶段，从早中全新世开始至工业革命前，全球增温幅度放缓，但仍保持0.5℃的显著弱增温（图1）。Osman等认为，24 ka以来的气候变化可重要归因于两个方面：1) 冰盖及温室气体变化导致的辐射强迫；2）大西洋经圈翻转环流变化叠加太阳辐射的季候性变化。基于其重修的气温序列效果，Osman等进一步指出，与过去24 ka地球历史气候相比，今世气候变暖的速率和幅度都是非同寻常的，这与IPCC第六次评估陈诉相呼应。

                               
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图2 全新世以来全球地表气温重修及模拟效果对比(Osman et al., 2021)

与已有的地质记载重修相比，Osman等重修效果的重要差别表现在早中全新世至工业革命前这一时期（图2）。基于海洋及陆地记载重修的气温序列均表现，从早中全新世开始（7 ka）至工业革命前，全球地表气温呈现渐渐降落的趋势（图2赤色曲线；Marcott et al., 2013; Kaufmann et al., 2020）；而Osman等的重修则与瞬变模拟TraCE的效果较为一致(图2蓝色曲线；Liu et al.,2009)，呈现缓慢增温的状态。作者给出的表明是由于地质记载点位空间分布不匀称，导致全球均匀计算存在偏差。值得注意的是，Osman等的重修效果的可靠性也存在一些挑战。首先,该套同化效果均是基于iCESM1.2/1.3单一的模式，虽然作者用了不同验证方法来强调效果的可靠性，但这简直需要后期更多的模式工作举行验证；此外，Osman等的工作只融合了海温重修资料信息，并未加入陆地的重修资料，这势必会对现有的效果造成肯定的影响，这也是未来研究工作中可以继承探究的方向。
总而言之，Osman等的工作是地质记载与模拟联合的成功范例，它不但为人们研究24 ka以来的气候变化提供了重要依据，也为古气候学者重修更深时的地球气候提供了新思绪。


重要参考文献（上下滑动检察）
Hakim G J, Emile‐Geay J, Steig E J, et al. The last millennium climate reanalysis project: Framework and first results[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2016, 121(12): 6745-6764.
Kaufman D, McKay N, Routson C, et al. Holocene global mean surface temperature, a multi-method reconstruction approach[J]. Scientific Data, 2020, 7(1): 1-13.
Liu Z, Otto-Bliesner B L, He F, et al. Transient simulation of last deglaciation with a new mechanism for Bolling-Allerod warming[J]. Science, 2009, 325(5938): 310-314.
Marcott S A, Shakun J D, Clark P U, et al. A reconstruction of regional and global temperature for the past 11,300 years[J]. Science, 2013, 339(6124): 1198-1201.
Osman M B, Tierney J E, Zhu J, et al. Globally resolved surface temperatures since the Last Glacial Maximum[J]. Nature, 2021, 599: 239-244.（原文链接）
Tardif R, Hakim G J, Perkins W A, et al. Last Millennium Reanalysis with an expanded proxy database and seasonal proxy modeling[J]. Climate of the Past, 2019, 15(4): 1251-1273.
Tierney J E, Zhu J, King J, et al. Glacial cooling and climate sensitivity revisited[J]. Nature, 2020, 584(7822): 569-573.

                               
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撰稿：谭宁/新生代室
美编：陈菲菲
校对：覃华清 江淑敏



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恰娜恰恰恰恰娜

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MaxwellTin

看了这么多帖子，第一次看到这么经典的！

160918

穿越楚楚太有意思了