破解一个存在已久的气候之谜
本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：小雨，头图来自：《后天》
了解过去的气候变化对于理解现代全球变暖来说至关重要。最近，一项新发表于《自然》杂志上的研究解开了一个与过去的气候变化有关的关键谜题，这个谜题被称为“全新世温度变化之谜”。
一
全新世就是目前我们正处于的间冰期，它大约始于11700年前。过去的一些温度重建研究表明，全新世的全球年平均温度在6000到10000年前达到顶峰，在那之后地球开始冷却，直到工业时代的出现逆转了这种冷却的趋势。
然而，气候模型所模拟得出的结果却表明，在不断增加的温室气体和气候变化等因素的影响下，过去的11700年间，全新世的全球气候呈现出的是长期、稳定的变暖趋势。
模拟和重建之间的这种分歧，主要出现在北半球的中纬度地区。这种分歧也成为了气候研究中的一个谜题。许多人因此对于气候模型能否准确、有效地预测未来气候表示质疑。关于全新世的气候变化问题已经困扰气候科学家多年。
现在，新的研究通过对全新世的气候进行重新分析，得到了与气候模型相一致的结果——表明现如今的全球年度气温，确实是近1.2万年来最高的。
二
过去一些重建研究得到的全新世早期的温度峰值（即“全新世极热事件”），是根据一些地质证据得出的结果。当科学家在试图重建过去的气候历史时，通常需要借助一些特定的地质材料来从中获取信息。
有研究认为，之所以会出现这种“全新世极热事件”，问题可能出在季节性偏差上——那些地质材料所反映的是季节性的温度变化，而非年平均温度的变化。
在新研究中，研究人员发展了一种能够识别海面温度中的季节性偏差的方法。利用这种方法，他们就可以从季节性海温计算出年平均海温。
他们先是将目光放在了上一次间冰期（128000年前-115000年前）。在那段时期，全球气温温和，冰原较小，海平面比现在高，日照的季节差异比全新世时期更大，因而如温室气体、冰等其他能改变气候的因素的影响就更弱。所以识别那段时间的季节偏差就会加更容易。
他们将新方法应用在了一组根据从巴布亚新几内亚北部的一个河口附近收集到的沉积物芯所建立的海面温度数据上。利用新的方法，得到修正后的过去30万年间在同一地理区域的海表温度数据，与气候模型所模拟出的年平均海表温度值相匹配。
研究人员继续用新方法对已发表过的一些海表温度进行重建。这些温度记录都是关于上一次间冰期和全新世的数据，且它们都基于两种常用的地质材料构建而成的：
一种是有孔虫类（生活在海洋表面的单细胞生物）的化石（富含碳酸钙）。
还有一种是被称为烯酮的其他生物标记物（由海藻合成并沉淀的海洋沉积物）。
通过分析他们证实了，过去的大多数海面温度记录，的确存在季节性偏差。
在对这些已公布的、存在季节性偏差的海面温度记录进行重新分析之后，研究人员发现，对于年平均温度来说，并不存在“全新世极热事件”。也就是说，自全新世以来，全球年平均温度一直在上升。
另外，他们从数据结果中还注意到，全新世极热事件，其实是由北半球的夏季日照峰值所造成的季节性特征。
图片来源：Nature
这表明，新方法所得出的年平均温度重建结果，与同样反映了年平均温度的全新世气候模型结果一致。它基本消除了关于二氧化碳在全球变暖中扮演着关键角色的任何质疑。并表明现在的地球是1.2万年以来，甚至是12.8万年以来，最热的时候。
三
这样的结果对于我们理解全新世期间气候变化的驱动因素，以及后工业时代气候变暖的背景具有重要意义。研究人员认为，在全新世上半段（12000年前-6500年前），全球年平均温度的上升是由于冰盖退去所造成的；而在全新世后半段（过去的6500年），温室气体的增加，加速了长期稳定的变暖趋势。
不过，新的研究方法和结果也存在其局限性，那就是它只适用于全球南北纬40°之间的区域的海面温度记录。尽管如此，新的研究完美地解决了困扰气候科学家多年的全新世温度变化之谜，也是一种可以利用季节性温度来计算年平均温度的方法的首次出现，这对于气候变化研究来说，具有重大意义。
参考来源：
1. https://phys.org/news/2021-01-holocene-temperature-affirms-role-greenhouse.html
2. https://www.nature.com/articles/d41586-021-00115-x#ref-CR5
3. https://www.space.com/scientists-solve-climate-mystery-holocene-temperature-conundrum
4. https://www.nature.com/articles/nature25464