非洲古氣候模式模拟與觀測證據的吻合

論文鍊接：http://www.sciencemag.org/content/346/6214/1223.full

12月5日，美國《科學》雜志發表了beat365官方网站劉征宇課題組參與的題為“Coherent changes of southeastern equatorial and northern African rainfall during the last deglaciation”的工作。這項成果代表了對AHP（非洲濕潤期）的産生原因和機制研究的新進展。

已有的代用資料表明，從距今約14700年前開始非洲大陸大部遭遇了氣候突變，一緻地進入了比現在濕潤得多的環境，并且延續到全新世早中期。在這段稱為AHP的時期，降水增加，湖泊水位上升，植被多樣化，撒哈拉沙漠也與今天截然不同。這項研究着眼于SEA（東南赤道非洲）與NA（北部非洲）這兩個位于赤道南北兩側并受到氣候強迫因子不同影響的地區，通過分析對比代用資料和模式模拟結果，指出了AHP的産生原因：末次冰盛期早期即AHP之前，被抑制的AMOC（大西洋經向翻轉流）減弱了這兩個地區的降水使其幹旱。在AMOC恢複後，同時受到太陽軌道變化和GHG（溫室氣體）增加的影響，NA的氣候變濕；而SEA的變濕則為後者所主導。GHG的增加對決定了大西洋和印度洋海表面溫度增溫模态，其導緻的蒸發和空氣濕度增加也是AHP一緻變化的重要原因。

這項工作達到了古氣候模式模拟與觀測證據的較好匹配，系統地彌補了早先研究單一氣候強迫因子不能很好地解釋AHP一緻變化的缺憾；更重要的是，通過對非洲地區過去氣候變化機制的更好理解有助于後續研究減少對未來氣候變化（主要受GHG增排影響）估計的不确定性，對規劃當地經濟社會發展（例如水資源分配，農業和地區沖突）有着重大意義。

beat365官方网站大氣與海洋科學系氣候與海氣實驗室的劉征宇教授和博士研究生陸正遙參與完成了該文，劉教授的共同項目美國合作者B. L. Otto-Bliesner主持了本項研究。這是繼劉征宇課題組在2014年11月27日發表論文探讨2萬年以來厄爾尼諾與南方濤動變化機制（Liu et al., 2014, nature）之後在古氣候研究領域的又一突破。

距今2.2萬年至1.1萬年非洲氣候模式模拟與代用資料對比。a）北大西洋經向翻轉流（紅線）與百慕大地區231Pa/230Th比值（黑線）；b）模拟的NA降水（紅線）與觀測的非洲大陸濕度指數（黑線）；c）模拟的NA總綠葉面積指數（紅線）與觀測的陸源沉積物百分比（黑線）；d）模拟的SEA降水（紅線）與觀測的Tanganyika湖葉蠟氫同位素成分比（黑線）和Challa湖BIT（代表沉積物中水生有機質與陸生有機質對比）指數（藍線）；e）模拟的剛果盆地降水與觀測的該地葉蠟氫同位素成分比（黑線）。圖中背景綠色部分代表了AHP。b）至d）中，淺紅色線代表模拟的十年平均時間序列，深紅色線代表了将模拟結果插值至代用資料的時間分辨率。

今天我們看到的非洲大陸幹旱地區的湖泊和濕地，例如上圖中位于利比亞南部沙漠之中的Ubari綠洲，曾經更為常見，得益于那時豐沛的降水。

圖片來源：http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oasis_in_Libya.jpg

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