科研人員為探索北極氣候變化提供新視角

近日，南方科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程系講席教授劉青松團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)外團(tuán)隊(duì)在《自然—通訊》上發(fā)表最新研究。研究團(tuán)隊(duì)深入探討了北太平洋地區(qū)低緯度和高緯度水汽循環(huán)的相互作用，以及這一過程如何對(duì)北極氣候變化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

 

當(dāng)前主流觀點(diǎn)認(rèn)為，人類活動(dòng)排放的二氧化碳（CO2）導(dǎo)致地表反照率變化，并造成北極地區(qū)持續(xù)變暖。然而，有科學(xué)家指出，北極地區(qū)的持續(xù)升溫不僅與地球表面反射率變化有關(guān)，還與從太平洋到北極地區(qū)的水汽輸送密切相關(guān)。

 

也有研究表明，北太平洋低緯度地區(qū)向極地的熱量和水分輸送，對(duì)北極氣候和海冰分布范圍產(chǎn)生重要影響。而且，通過白令海峽的海洋熱量和水分傳輸對(duì)北極變暖的影響，可能比CO2排放的影響更大，但是缺乏長(zhǎng)尺度的地質(zhì)歷史數(shù)據(jù)支持。

 

研究人員指出，地球運(yùn)行軌道存在周期性變化，進(jìn)而影響太陽輻射量在地球表面的緯度分布與季節(jié)分布。其中，高緯度區(qū)輻射量受斜率周期影響大，而中、低緯度區(qū)受歲差周期影響最為強(qiáng)烈。但歲差控制的季風(fēng)降水是否也會(huì)影響高緯區(qū)的冰蓋氣候系統(tǒng)，還需要進(jìn)一步明確。

 

對(duì)此，研究團(tuán)隊(duì)聚焦于白令海地區(qū)，這一區(qū)域是連接太平洋與北極的關(guān)鍵地帶，通過白令海峽將更多太平洋水汽輸送到北冰洋地區(qū)。他們利用2013年國際大洋鉆探323航次在白令海鮑爾斯海嶺區(qū)獲得的沉積物樣品，通過黏土礦物和巖石磁學(xué)等多指標(biāo)方法，重建了過去40萬年以來白令海地區(qū)濕度記錄。通過全球氣候模式的30萬年連續(xù)模擬對(duì)北太平洋副熱帶環(huán)流向極地的熱量和水分輸送的動(dòng)力學(xué)分析，進(jìn)而提出歲差驅(qū)動(dòng)下北太平洋高-低緯度水汽循環(huán)動(dòng)力學(xué)模式。

 

該模式刻畫出了低緯度太平洋向極地地區(qū)熱量和水汽傳輸?shù)臒崃W(xué)和動(dòng)力學(xué)過程；進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了水汽傳輸作為冰蓋生長(zhǎng)的先決條件，突出了低緯度驅(qū)動(dòng)在晚更新世冰量擴(kuò)張模式中的重要作用。

 

該研究發(fā)現(xiàn)，北太平洋極向熱量傳輸對(duì)未來氣候變暖背景下北極海冰消退產(chǎn)生重要影響，同時(shí)由于“北極放大”效應(yīng)作用的加劇，對(duì)整個(gè)全球氣候模式的改變和生態(tài)系統(tǒng)的破壞可能產(chǎn)生廣泛的影響，這不僅為揭示北極氣候變化提供了新的視角，也為全球氣候變暖背景下的海洋與氣候系統(tǒng)互動(dòng)提供了重要啟示。（來源：中國科學(xué)報(bào) 刁雯蕙）