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研究古代气候表明未来变暖可能加速

根据5000多万年前可比较的温暖时期的新模拟,未来可能会增加行星在不断增加的热量捕集二氧化碳气体中变暖的速度。

密歇根大学和亚利桑那大学的研究人员使用最先进的气候模型,首次成功地模拟了始新世早期的极端变暖,这被认为是地球未来气候的模拟。他们发现,随着二氧化碳水平的上升,变暖的速度急剧增加,这一发现对地球未来的气候产生了深远的影响,研究人员在9月18日发表在“ 科学进展 ”杂志上的一篇论文中报告说。

说明这一结果的另一种方式是,随着地球变暖,早始新世的气候对额外的二氧化碳变得越来越敏感。

“我们感到惊讶的是,气候敏感性的增加与二氧化碳水平的增加一样多,”第一作者,地球与环境科学部博士后研究员蒋竹说。

“这是一个可怕的发现,因为它表明温度应在未来增加的二氧化碳可能比响应CO同一增大而增大2现在,这是不是我们的好消息。”

研究人员确定,他们观察到的气候敏感性大幅增加 - 这在先前使用相似数量的二氧化碳模拟早始新世的尝试中未见 - 可能是由于他们使用的气候模型中云过程的表现得到改善,社区地球系统模型版本1.2,或CESM1.2。

预计全球变暖将改变地球大气层中云的分布和类型,云可以对气候产生变暖和降温效应。在他们的始新世早期的模拟,朱和他的同事发现,在云层覆盖和不透明度降低该放大的CO 2诱导的升温。

据研究人员称,目前在始新世模拟中负责提高气候敏感性的相同云过程非常活跃。

“我们的研究结果强调了小规模云过程在确定大规模气候变化中的作用,并提出了未来变暖对气候敏感性的潜在增加,”UM古气候研究人员Christopher Poulsen说,他是科学进展论文的共同作者。

“我们推断始新世的灵敏度确实非常高,尽管气候敏感度在我们有生之年不太可能达到始新世水平,”该论文的第三作者,亚利桑那大学的杰西卡·蒂尔尼说。

早始新世(大约4800万至5600万年前)是过去6600万年中最温暖的时期。它始于古新世 - 始新世最高温度,它被称为PETM,是几次短暂,强烈热烈事件中最严重的事件。

早始新世是大气二氧化碳浓度升高的时期,平均温度至少比现在温度高 14摄氏度(25华氏度)。此外,赤道和极点之间的温度差异要小得多。

地质证据表明,始新世早期的大气二氧化碳含量达到百万分之1,000,是目前412 ppm的两倍多。如果不采取措施,限制来自化石燃料燃烧二氧化碳排放量,CO 2水平可能再次受到2100年达到1000 ppm时,要根据气候的科学家。

到目前为止,气候模型无法模拟早始新世的极端表面温暖 - 包括PETM的突然和剧烈的温度峰值 - 仅仅依赖于大气CO 2水平。美国大学地球与环境科学系教授兼自然科学副院长波尔森说,需要对模型进行无根据的修改才能使这些数字发挥作用。

“几十年来,这些模型低估了这些温度,社区长期以来认为问题出在地质数据上,或者说有一种尚未被认识到的变暖机制,”他说。

但是CESM1.2模型能够模拟地质记录中的温暖条件和低赤道到极点温度梯度。

“第一次,气候模型与开箱即用的地质证据相匹配 - 也就是说,没有对模型进行有意的调整。这是我们对过去温暖气候的理解的突破,”蒂尔尼说。

CESM1.2是2014年最终确定的政府间气候变化专门委员会权威性第五次评估报告中使用的气候模型之一。该模型能够令人满意地模拟早始新世变暖,为CESM1.2对未来变暖的预测提供了有力支持,通过称为平衡气候敏感性的关键气候参数表达。

平衡气候敏感度这一术语指的是全球温度的长期变化,这种变化可能是持续倍增持续数百至数千年 - 二氧化碳水平高于工业化前基线的285 ppm。气候科学家的共识是ECS可能介于1.5 C和4.5 C之间(2.7 F-8.1 F)。

CESM1.2中的平衡气候敏感性接近该共识范围的上限,为4.2 C(7.7 F)。在UM-带领的研究的始新世早期仿真显示出增加平衡气候敏感性与变暖,这表明超过6.6 C(11.9 F),比现今值大得多的始新世灵敏度。

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