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Science: 太阳辐射在间冰期末期激发的气候突变
气候突变是以短时间尺度内发生剧烈的气候变化为标志 ， 是地球科学领域研究的前沿热点问题之一 ， 对现代以及未来全球气候变化具有重要的指示意义 。 长期以来 ， 大量的古气候地质记录显示在末次冰期发生了广泛的气候突变事件 。 然而 ， 随着越来越多较长时间尺度、高分辨率地质证据的出现 ， 气候突变事件被发现不仅出现在较冷的冰期 ， 而且也出现在与我们现代气候息息相关的较温暖的间冰期 ， 尤其是在间冰期的末期 。 然而 ， 是什么因素导致了这种温暖时期的气候突变尚不清楚 。
太阳辐射是地球气候系统最重要的外部驱动力之一 ， 对区域和全球气候变化均发挥着至关重要的作用 。 然而 ， 由地球轨道因素引起的地表所接收的太阳辐射的变化非常缓慢（轨道尺度 ， 万年到十万年级别） ， 使得太阳辐射的影响在气候突变研究中常被忽视 。 在2021年8月27日发表的Science期刊中(Yin et al., 2021) ， 比利时新鲁汶大学（UCLouvain）的尹秋珍教授、新鲁汶大学和中科院地质与地球物理研究所联合培养的博士生吴志鹏等 ， 通过对过去80万年以来11个间冰期阶段的气候瞬变模拟 ， 发现在每个间冰期即将结束的时候 ， 缓慢变化的太阳辐射都可以在全球范围内引起快速的气候突变事件 。 具体表现为 ， 当北半球夏季太阳辐射降低到一个临界值时 ， 大西洋经向翻转环流（AMOC）短时间内突然剧烈减弱 ， 随之发生大幅度的振荡（图1） 。 AMOC的这种变化在北半球引起大范围快速降温事件 ， 同时在不同地区的降雨和植被中也引起快速的波动 。 他们的研究揭示 ， 这种太阳辐射引起的快速降温事件在北半球高纬度地区短时间内形成大量的积雪 ， 有可能是造成间冰期温暖气候结束、寒冷冰期开始的一个重要因素 。 这一通过气候模拟获得的间冰期后期突然变冷事件包括它们发生的时间 ， 也得到了格陵兰冰芯记录、伊比利亚边缘海浮游有孔虫壳体δ18O以及其他高分辨率记录的进一步证实 。
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图1 以末次间冰期为例显示的太阳辐射引起的AMOC和温度的变化（Yin et al., 2021） 。 （A）四个纬度（55°N、65°N、75°N和85°N）夏半年平均太阳辐射的平均值 ， 夏半年平均太阳辐射是由北半球夏半年总的太阳辐射除以其时间长度所得到；（B）大西洋径向翻转流（AMOC）强度；（C）北大西洋年均海表面温度（SST）；（D）为（B）中“B”和“A”点的年均SST差异；（E）为（B）中“B”和“A”点年均表面气温差异
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