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

独家策划

推荐阅读
草案不仅从法律上承认自动驾驶的合法身份,解决了“它是什么”的问题,还为其设立行为规范,发放“法律身份证”。
2026-09-04 09:17
开学后,一些孩子坐进教室才发现,黑板上的字看不清了,验光后发现近视。有些家长听说OK镜可以“晚上戴、白天摘”,还有助于延缓近视进展,准备给孩子配一副。孩子能不能佩戴OK镜?需要注意什么?
2026-09-04 09:32
据《自然》近日报道,根据9月1日联合国环境规划署(UNEP)发布的一份报告,按照当前的排放趋势,本世纪全球气温将较工业化前水平上升约1.8℃,这已是预期的最好结果。
2026-09-04 09:26
人类对寻找地外生命的执着,不仅是要证明人类并非宇宙“孤儿”,更重要的是,这可能带来能源、医学等领域的颠覆性突破。
2026-09-04 09:16
大地测量是国家安全的“隐形防线”,是航空航天和深空探测的“眼睛”,是国家基础设施建设的“尺子”和“秤”。
2026-09-04 09:17
全面了解我国管辖海域基础地质与海底构造特征,服务自然资源管理和国土空间规划“一张图”建设
2026-09-03 11:41
为更好地推动我国流感疫苗的预防接种,中国疾病预防控制中心近日发布《中国流感疫苗预防接种技术指南(2026—2027)》。
2026-09-03 11:39
高温超导带材有了更便宜、更结实的“骨架”。记者2日从中国科学院理化技术研究所获悉,该所科研团队成功研制出高温超导带材新型“骨架”——铁基合金基带(DW01)。用该基带制备的超导带材关键性能指标显著优于传统哈氏合金基带产品,标志着我国在实现高温超导带材核心材料自主可控上迈出重要一步。
2026-09-03 10:38
每天,我们的大脑都要承受成千上万条信息的狂轰滥炸。如果把这些经历和信息全盘照收,大脑很快就会像塞满垃圾文件的电脑一样“死机”。那么,大脑是如何在信息的海洋中去粗取精,只把最重要的事情存进长期记忆的硬盘呢?
2026-09-03 10:38
9月,昴星团伴月、月掩金星、中秋月、海王星冲日等天象将轮番登场。其中备受大家关注的中秋月,既不是“十五圆”,也不是“十六圆”,而是较罕见的“十七圆”。
2026-09-03 10:38
记者13日从国家管网集团获悉,国内首次成品油长输管道顺序输送甲醇现场试验在陕西省咸阳市顺利完成。这标志着我国成品油管道顺序输送甲醇技术实现从理论探索到工程验证的关键跨越,为跨区域绿色甲醇安全、高效输送提供了完整技术方案与实践示范。
2026-09-03 10:38
张国捷介绍,壁虎是研究性染色体演化得天独厚的类群。为此,研究团队选取了22种壁虎开展基因组学分析,其中20个物种的性别决定机制明确,包含3种环境依赖型、6种XY基因型、11种ZW基因型,另有两个外群物种作为对照。研究还发现,上述17个由基因型性别决定的壁虎物种拥有20条性染色体,这些染色体分别起源于17条不同的祖先染色体。
2026-09-03 10:28
开学第一天,浙江省温州市广场路小学“我的暑期科学发现”发布会现场,孩子们正轮流上场展示自己的暑期探究成果。
2026-09-02 12:09
恒星形成率降到约四成,作为重要“气罐”的中性氢却仍保有七成以上。宇宙为何“有气难成星”?
2026-09-02 12:06
9月1日,以“科技改变生活 创新赢得未来”为主题的2026年全国科普月活动全面启动。
2026-09-02 12:21
今年夏天,全国用电负荷持续高位运行,屡创新高。这份“负荷迎峰值、居民却无感”的反差并非偶然,而是得益于我国电力系统的稳定供应,彰显了我国新型能源体系建设的显著成效。
2026-09-02 12:20
作为装置“心脏”的超导磁体性能,往往决定了这些装置能在冲击极限的路上走多远。通上电流的瞬间,超导线圈要承受巨大电磁力的拉扯。此时,一根看上去不起眼的“金属带子”成了决定“心脏”承受力的关键。
2026-09-02 12:12
随着全球气候变化的加剧,干旱已成为威胁森林生态系统稳定与制约林木生长的主要环境因子。
2026-09-02 10:45
中共中央、国务院日前转发了《中央宣传部、司法部关于开展法治宣传教育的第九个五年规划(2026—2030年)》,标志着全民普法正式开启“九五”的新周期。
2026-09-01 09:42
开学季来临,从近红外光醒脑仪、α脑波音频智慧仪,到加入红光模块的哺光台灯、模拟户外远眺的雾视屏……各类宣称能“醒脑”“护眼”的产品在电商平台热卖。他进一步指出,儿童颅骨厚度、密度与成人差异显著,目前尚无任何一项权威神经科学研究支持健康儿童使用此类设备。
2026-09-01 09:36
加载更多