点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:地球轨道变化可触发气候突变
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

地球轨道变化可触发气候突变

来源:科技日报2021-11-11 09:35

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  以史为鉴,可以知兴替。这个“史”不仅仅是人类文明演化历史,更是漫长的地球自然变化史。

  “利用复杂气候模型,我们对过去三四万年的气候瞬变进行模拟实验,首次证实地球轨道的变化可以直接触发气候突变,系统论证了地球轨道变化对气候突变的双重调节控制。”11月4日,中国科学院(以下简称中科院)地球科学卓越创新中心、青藏高原研究所研究员,兰州大学教授张旭告诉科技日报记者。

  这项研究为理解更新世气候突变事件的触发机理提供了全新的动力模型。相关研究成果在线发表于《自然·地球科学》杂志。

  能够直接触发大西洋经向翻转环流突变

  约270万年前,随着北半球大陆冰盖的逐渐发育,气候系统开始经历以万年尺度为周期的冷暖交替,即我们熟知的冰期—间冰期气候旋回。在冰期气候背景下,全球气候频繁出现千年尺度的气候突变事件。20世纪80年代,有学者指出,气候突变的主要原因与大西洋经向翻转环流的变化有关。

  “这一观点在30多年的持续研究中得到普遍认可,但对其触发机理存在多种推测。有学者提出,其可能与海洋环流的内部变率有关,或是由冰盖或者海冰的消融所致。还有学者指出大气二氧化碳浓度和南半球西风带也起到积极的作用。但这些推测主要集中在地球系统的内部因素。”张旭介绍。

  以往的大量研究已证明,地球轨道变化可通过气候内部因素的变化(例如冰量变化)调节控制气候突变事件的发生,即轨道对气候突变存在间接调节控制。

  那么,地球轨道变化是否可以直接触发千年气候突变事件呢?

  为此,研究人员首先开展了过去4万年至3.2万年的气候瞬变模拟实验。在实验中,研究人员仅将地球轨道参数作为变化量,而如冰量、温室气体等其他所有的环境变量均保持恒定,以此检验地球轨道变化是否可以直接触发大西洋经向翻转环流的突变。

  实验结果显示,大西洋经向翻转环流出现了类似于气候记录中的千年尺度震荡,相应的温度和降水变化也与气候记录有较好的一致性。“中国黄土、石笋、湖泊清晰记录了千年尺度的突变事件。这些突变事件对我国自然环境产生了重大影响。我们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。”中科院院士、中科院青藏高原研究所所长陈发虎强调。

  可以帮助人类建立对“后天”的科学认识

  随后,研究人员又进行了轨道参数的单一强迫实验,即仅改变地轴倾角、离心率和岁差,进一步定性不同轨道参数变化对气候突变的影响。

  研究发现,岁差的变化可通过影响北半球低纬地区的夏季太阳辐射,调节大气水汽从大西洋向太平洋的输送强度,进而调控北大西洋的海表盐度,引起大西洋经向反转流的突变。

  同时,地轴倾角可通过影响北半球高纬地区的年平均太阳辐射的变化,调控北大西洋深层水生成区的海水温度以及海冰面积,进而影响表层海水垂直混合的强度,引起突变。“这组数值实验证实了单一轨道参数的变化也可直接触发北大西洋海洋环流的突变,即轨道变化对气候突变的直接调节控制。”张旭解释。

  为了系统地厘清地球轨道变化调制千年气候事件的规律,研究人员又通过大量的数值实验,总结出了解释更新世不同时期千年气候事件的动力概念模型。“我们的模型被证实不仅适用于晚更新世,也适用于中早更新世。”张旭说。

  陈发虎表示,通过这些研究,我们可以确定,更新世以来冰期中的千年尺度气候事件很可能一直受到极地冰盖变化和地球轨道参数变化的双重调节控制。但是,轨道尺度气候变化和千年尺度气候突变如何协同影响更新世以来的气候演变,还需通过含冰盖动力过程的地球系统模型做进一步研究。

  “科学家们通过对古气候现象背后机理的研究,尝实揭示不同时空尺度气候过程的协同作用对气候变化的影响,努力掌握气候演变的规律。这不仅对于人类预测和应对未来气候突变有巨大而深远的意义,也可以帮助人类建立起对于‘后天’更加科学和理性的认识。”陈发虎说道。(陆成宽)

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 中欧班列开行突破13万列

  • 迎接国际护士节 致敬白衣天使

独家策划

推荐阅读
“人类生活在大气之中,大气变化是有规律的,可以将其变化用方程方式来表示。” 李泽椿习惯用数据和公式说话,这位中国工程院院士、天气动力和数值预报专家说话慢条斯理,从没高声过。
2026-05-09 02:15
中医强调,“未病先防、既病防变、瘥后防复”。
2026-05-09 04:05
仓廪实,天下安。习近平总书记强调,只有农业强起来,粮食安全有完全保障,我们稳大局、应变局、开新局才有充足底气和战略主动。
2026-05-09 02:15
近期,某手机芯片厂商相关漏洞被不法分子定向利用,给网上热炒的“秒解BL锁”行为敲响了警钟。
2026-05-09 11:10
近日,我国国家高电压计量站自主研制的工频高电压标准互感器将作为核心“标尺”,用于国际电磁咨询委员会组织的30余国高电压量值比对。
2026-05-09 02:15
《行动方案》以能源支撑人工智能发展、人工智能赋能能源转型为主线,聚焦保障算力设施安全可靠的能源供给、推动算力设施绿色低碳转型、促进算力电力高效经济协同、
2026-05-09 02:15
从日前闭幕的第九届数字中国建设峰会可以看出,我国人工智能技术已迈过能聊天、拼参数的初级阶段,进入会干活、有价值的跃升期。好用,既是用户体验的直观标尺,也是我国人工智能从技术跟跑到创新引领、从规模扩张转向质量提升的关键抓手。
2026-05-08 09:14
4月23日,100多家仪器企业带着自己的拳头产品,参加第十九届中国科学仪器发展年会。一个是以技术创新切入的初创企业,一个是深耕多年的国产老牌厂商,纳析科技和海能技术的实践,正是国产科学仪器企业不断向上突破的缩影。
2026-05-08 09:14
记者日前从中国科学技术大学获悉:近日,该校郭光灿院士团队在实用化量子密钥分发研究方面取得重要进展。团队突破量子态制备和单光子探测技术在高速、高信噪比和集成度方面相互制约的难题,首次利用半导体单光子探测器,实现了超越超导探测系统的安全密钥率纪录。
2026-05-08 09:13
由该校基础医学院教授侯宇领衔的研究团队,首次破解多聚蛋白1在白血病干细胞中驱动免疫逃逸与自我更新的全新机制,
2026-05-08 04:35
这还是那个荒凉的沙漠吗?晴空丽日,10万株玫瑰竞相绽放,花瓣层层叠叠,点缀在沙海边缘。微风拂过,淡淡花香扑面而来……
2026-05-08 04:35
儿童科学本质教育在科学教育中有着举足轻重的作用,发展科学本质观是科学教育的核心目标之一。
2026-05-07 05:35
面对现实世界中日益复杂的预测需求,科研人员围绕大模型预测技术,走出了两大核心主线、四种具体技术路径。
2026-05-07 05:35
人工智能是德国提升国家科技创新能力、竞逐全球科技产业高点的关键领域。
2026-05-07 05:35
该校邢立达课题组与河北省区域地质调查院合作,对河北宣化土城子组两个新的恐龙足迹点展开研究,记录下该地层迄今最慢的兽脚类恐龙行迹,
2026-05-07 06:00
大型体育赛事最令人头痛的当属“最后一公里”:车停到哪里最方便?从哪个入口进场最快捷?如今,这一状况正在改变。
2026-05-07 06:00
在刚刚过去的“五一”假期,“科技游”成为了众多游客的选择。辽宁沈阳航空科技馆则以大量模拟试飞游戏,让孩子们在玩乐中感知复杂的航空技术原理。当技术赋能的展陈体验成为标配,制度与运营模式的创新则为科技馆开辟了新的增长空间。
2026-05-06 09:13
光明日报西安5月5日电 记者李洁、张哲浩5日从中国科学院地球环境研究所获悉,该所联合国内外多家科研机构进行系统研究,提出土壤温度变化是东亚新石器时代粟作农业时空演化的重要调控因素。
2026-05-06 09:10
”日前,中国科学院院士、国家卫生健康委副主任曾益新在“高原重大心肺脑疾病预警关键技术与防治策略研究”项目启动会上表示。曾益新表示,该项目聚焦发病机制、易感人群识别、精准干预、治疗方案四大核心方向,其中发病机制研究是所有工作的基础。
2026-05-06 09:09
为此研究团队开发出纳米高熵陶瓷涂层,集防结焦、耐高温腐蚀、高导热于一体,还能降低煤耗。基于光谱学科基础,研究团队把“吸热”的思路反过来,开发了辐射制冷涂层。以吸热器表面的高温太阳能吸热材料为例,这种关键光学材料一旦断供,国内光热电站将陷入被动。
2026-05-06 09:08
加载更多