摘要

来自美国和中国的科学家用世界上最快的超级计算机模拟了过去8000年的气候变化。通过该模拟，科学家发现，在上一次冰川消退时期，北半球冰川融水的减少对格陵兰表面温度升高起了相当重要的作用。冰川融水是对究竟有多少淡水通过冰川融化而流入海洋的度量。根据这个大气海洋耦合模型，冰川融水的减少对Bolling-Allerod变暖时期15摄氏度增温的贡献多达1/3。在1.45万年前，当时迅速的冰川融化突然停止，由此重新启动了大西洋经向翻转环流（AMOC）。 这样温暖的表层水便可以从南方运送到格陵兰，同时北大西洋深层积聚的暖水也释放出来。这个模型把剩下的10摄氏度的升温归结于大气二氧化碳的增加以及大西洋经向翻转环流超出2.1万年前末次极盛冰期时的过度恢复。

 

这篇文章发表在7月17日出版的《科学》杂志上，论文的第一作者为刘征宇，何峰作为合作者，是威斯康星大学麦迪逊分校气候研究中心的博士生，研究大规模大气－海洋交互作用和地球物理流体动力学，以下是他的采访手稿。

 

记者：您的新模式与传统模式相比有何不同？

何 峰：受计算机速度的限制，以往气候模拟专家只能利用两种手段模拟气候变化。第一种手段利用复杂气候模式，其复杂程度已经达到政府间气候变化合作组织指定的 标准。由于这种模式需要大量的机算机时间，利用这种模式不能研究长期气候演变，也不能模拟急剧气候变化中的复杂瞬变过程。第二种手段利用简单气候模式可以 来模拟长期气候变化，但是这些简单模式不能提供可信度比较高的大气温度的模拟。得力于最近十几年超级并行计算机的快速发展，我们这项工作集前两种方法之所 长，第一次利用达到政府间气候变化合作组织标准的全球大气海洋植被模式来模拟过去上万年以来的长期气候演变。

 

记者：这个新模式显示了什么？

何峰：与气候代用资料对比，我们的模式成功的模拟了冰期结束以来的主要特征。在模式里，格陵兰岛和南极洲在冰期结束时的变暖主要由于二氧化碳等温室气体的升高。同时，大西洋热盐环流的变化导致了千年尺度事件，并且一度中断了格陵兰岛变暖的过程。其中，热盐环流的崩溃导致了H1冷事件，而二氧化碳的升高以及热盐环流对冰川融水迅速结束的瞬时响应导致了BA15摄氏度的增暖事件。在这升温当中，大约1／3的温升来自40ppm(百万分比)的二氧化碳浓度的升高，另1／3来自热盐环流从H1冷事件的恢复，最后1／3来自热盐环流的过度恢复。15摄氏度

 

记者：您这个研究的意义是什么？它们能被用于反映未来气候变化吗？

何峰：应用CCSM3，我们现在正在针对末冰期结束以来两万一千年的气候进行世界上第一个全耦合的大气海洋植被模式模拟。通过对两万一千年代用资料的对比，我们这项工作将对世界气候界产生深远的影响。

第一，这项工作可以充分检验耦合模式CCSM3对温室气体的气候敏感度以及这个模式模拟气候剧变的能力。

第二，通过长期的气候模拟，这项工作可以充分检验复杂气候模式的可信性和稳定性。

第三，这项工作可以强烈的激发对末冰期结束以来两万一千年的气候变化研究，模式结果会令广大的气候模拟专家和代用资料专家受益。

第四，这项工作对今后美国国家大气研究中心的具备耦合冰川和生物地球化学模块的地球系统模式提供系统性测试的基础。

同时，在我们完成对过去和现代气候模拟以后，还会对未来200年的气候进行预报。鉴于未来格陵兰岛和南极洲冰川的持续消融，我们的预报结果将会对未来海洋环流的变化提供强有力的线索。

 

相关研究论文：

Transient Simulation of Last Deglaciation with a New Mechanism for Bølling-Allerød Warming，Z. Liu; F. He; A.E. Carlson; J. Kutzbach; J. Cheng; B.L. Otto-Bliesner; E.C. Brady; R. Tomas; P.U. Clark; E. Brook; J. Lynch-Stieglitz; W. Curry; D. Erickson; R. Jacob. Science, Vol 325, Issue 5938, Pages 233-356 (17 July 2009)

http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sci;325/5938/310?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&fulltext=Transient+Simulation+of+Last+&searchid=1&FIRSTINDEX=0&resourcetype=HWCIT

 

信息来源：EurekAlert http://chinese.eurekalert.org/zh/interview/2.php

摘编人：上官微