如今,地质记录重修和古气候模拟的全新世(~11.7 ka BP以来)举世年均温度变革存在明显差异(Liu et al., 2014)。已有重修表明,年均温在距今~10-6 ka BP最暖(“全新世大暖期”),之后渐渐变冷,工业革命以来的举世变暖逆转了变冷的趋势(Marcott et al., 2013;Kaufman et al., 2020;Zhang et al., 2022);而古气候模拟则表现,年均温出现全新世的团体增温趋势,现代举世变暖是增温的连续(Liu et al., 2014; Bova et al., 2021; Osman et al., 2021)。上述温度变革的巨大差异,对过去气候重修和模式模拟的正确性提出了挑战,被称为“全新世温度谜题(Holocene temperature conundrum)”(Liu et al., 2014),拦阻了我们对全新世温度变革真实场景及其驱动机制的认识,成为古气候学界研究的核心问题之一。
导致上述差异的原因在于:一方面,大概与气候代用指标的季候性弊端有关(Bova et al., 2021),由于多数生物生长方向夏季,大概导致生物指标更多反映夏季温度变革信息;但到如今,缺乏可靠的、大区域标准的季候性温度证据。另一方面,大概与气候模式的模拟弊端有关,只管在短时间标准上气候模式能较好地模拟当前的温度变革,但是在更长的轨道时间标准上,地球气候体系如何响应季候性太阳辐射、大气CO2和冰量等驱动因子变革,亟待开展深入的研究。
图3 EOF分析展现的早-中全新世(11-7 ka BP)温度变革空间格局。(a、d、g)分别为重修的年均、夏季和冬季温度空间格局;(b、e、h)分别为模拟的年均、夏季和冬季温度空间格局;(c、f、i)分别为对应的年均、夏季和冬季温度PC1时间序列。重修的年均、夏季和冬季温度PC1的方差解释量分别为58%、52%和58%,而模拟的方差解释量分别为92%、76%和92%
图4 EOF分析展现的中-晚全新世(7-0 ka BP)温度变革空间格局。(a-i)同图3。重修的年均、夏季和冬季温度PC1的方差解释量分别为36%、31%和42%,而模拟的方差解释量分别为47%、86%和66%
研究成果发表于国际学术期刊Nature Communications(张文超,吴海斌*,程军*,耿珺琰,李琴,孙咏,于严严,鹿化煜,郭正堂. Holocene seasonal temperature evolution and spatial variability over the Northern Hemisphere landmass[J]. Nature Communications,2022, 13(1): 5334. DOI: 10.1038/s41467-022-33107-0)。研究受国家重点研发筹划(2020YFA0607700,2016YFA0600504)、中国科学院战略性先导科技专项(XDB26000000)和国家天然科学基金(41888101,42177180,41807424,41572165,41690114)等多个项目联合资助。