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全新世气候突变的研究 67 全新世气候突变的研究‘ 王绍武 (北京大学物理学院大气科学系。北京100871) 气候突变在过去10来年里始终是科学界研究的热门问题。对未来发生气候突变可能性 的争论把这个问题引向了社会。本文的目的是综合分析几个与气候突变有关的问题。首先从 发生气候突变的可能性讨论开始，然后介绍了对气候突变年代学，气候突变性的定量评估及气 候突变形成的原因的研究结果。 一、发生气候突变的可能性 。 1．五角大楼的秘密报告 Observer)[¨，披露了美国国防部的报告：《气候突变的 2004年2月英国《观察家报》(The 情景及其对美国国家安全的意义》(以下简称《报告》)。报告展示了一幅可怖的气候突变情景： 年平均气温将下降5。F，北欧下降6。F。欧洲、北美干旱，英国的气候将如西伯利亚一样寒冷 干燥。尽管作者在摘要中也用了“设想不可想象的(情景)”这个标题，同时指出情景发生的范 围不一定那么广，强度也不一定那么大。但是由于设想情景的严重，还是给科学界与社会很大 的冲击。 2003年美国科学院发表的报告：《气候突变：不可避免的惊奇》[2]，则证明这在某种程度 上，也是科学家的意见。负责编写这份230页报告的“气候突变委员会”由11人组成，以 RB M Alley为主席。委员会是从科学院、工程学院及医学院遴选产生的，包括气象学家J wallace，海洋学家JMarotzke及JTalley，古气候学家J Overpeck等。这份报告虽然没有五 角大楼报告那样具体预测未来10～20年有可能发生的气候突变，但是也充分强调了研究气候 突变的现实意义。报告特别强调我们目前还不知道如何预测气候突变，模式也还未能充分地 模拟出气候突变。因此，增加对气候突变的认识，是提高我们对突变反应能力的最好途径。这 个报告提出了一个跨学科的新领域，对气候突变证据、成因、触发机制及影响作了全面的论述。 给进一步研究，并有朝一日预测气候突变打下了很好的基础。 2．为什么发生突变 气候系统有1个门坎(阈值)。例如1个人乘独木舟，从独木舟上探出身子去，略微探出一 点时，独木舟稍有倾斜。但是也许只要再稍多探出一点身子，独木舟就倾覆了，人落入水中。 of -国家自然科学基金项目No助。 68 21世纪初大气科学沿与展望——第四次全国大气科学前沿学科研计会论文集 是很快的变化，而如4．0kaBP非洲的变干则可能是缓慢的太阳辐射变化造成的。此外，人类 活动产生的温室效应也可能引发突变。 气候系统中有许多放大器能使微小的外强迫造成巨大的气候变化。例如干旱使得植 物休眠，或死亡，减少蒸腾，减少向大气供应水汽。在不少大陆地区这对降水影响很大， 降水减少进一步加强干旱。又如在高寒区，降冷使冰雪覆盖扩展，增加反照率，减少对太 阳辐射的吸收，因此更进一步变冷。 这些正反馈机制也可以成为异常得以维持的源。例如失去植物，使根部不能保持水 分，因此降水大多成为径流而失去，可以造成沙漠化。又如陆上雪盖长时间存在，可以形 成足够厚的冰盖，冰面高、冷，从而难于融化。热盐环流也可能是一个重要的维持机制。 气候突变的触发器、放大器及维持机制还比较容易理解。但是，为什么突变是全球性 的，即气候突变异常的传播机制还不清楚[3]。 3．当前究竟面临着什么样的气候突变 报告作者是根据什么资料设想出这样具体的情景呢?报告中用了历史对比的方法。 他们共列举出三个冷事件；新仙女木事件(Younger Ice kaBP，距今千年)8．2kaBP事件及小冰期(Little 1850)。从报告给出的资料来看，作者是依照8．2 景的。但是，