尹秋珍等的模拟结果显示 ， 间冰期末期AMOC的突然减弱受控于北半球高纬度夏季太阳辐射 ， 而温室气体只起到轻微调控太阳辐射的作用 。 随着太阳辐射的逐渐降低 ， 北极海冰范围逐渐扩张 。 当太阳辐射降低到一个临界值时 ， 海冰开始覆盖拉布拉多海的对流中心 ， 导致其对流突然关闭 ， 引起AMOC的突然减弱 。 同时在北欧海北部 ， 海冰与海洋内部温度的相互作用使得那里的对流产生了百年尺度的高振幅振荡 ， 从而引起了AMOC的大幅度振荡 。 只有当太阳辐射重新升高到一定程度 ， 使得拉布拉多海和北欧海北部不再被海冰覆盖 ， 这种AMOC的大幅振荡才会停止 。
由于不同间冰期太阳辐射的纬度和季节性分布不同 ， 太阳辐射的临界值在不同间冰期也会略有不同 ， 但都足够低 ， 且变化范围较小 ， 在352.1 W/m2(MIS-15e)到358.2 W/m2(MIS-7a)之间（图2） 。 北半球夏季平均太阳辐射的变化同时受控于岁差和斜率 ， 其中岁差的影响更为显著 。 尹秋珍等的研究表明 ， 太阳辐射临界值的出现需要较大的岁差（北半球夏季在远日点且偏心率较大）以及较小的斜率 。 他们的研究显示 ， 在过去80万年 ， 这种太阳辐射临界值不仅出现在间冰期 ， 也出现在很多冰期（图2） 。 但是由于冰期非常不同的气候条件（较大冰盖、较低温室气体等） ， 冰期的太阳辐射临界值很有可能有别于间冰期的临界值 。 同时 ， 他们的研究还显示 ， 与过去80万年的间冰期相比 ， 我们目前所处的间冰期非常特别 ， 在很长的一段时间内太阳辐射都太高 ， 不足以达到临界值 ， 临界值只出现在5万年后（图2） ， 与Berger and Loutre (2002)通过冰盖模拟得出我们目前所处的间冰期超长、下一个冰期在5万年后才可能出现的结论是一致的
本文图片
图2 过去80万年至未来10万年太阳辐射的临界值变化（Yin et al., 2021） 。 红色和蓝色曲线是平均夏半年太阳辐射（定义见图1） 。 灰色阴影是钻孔U1385底栖有孔虫δ18O曲线展示的冰期-间冰期旋回 。 两条水平虚线分别是太阳辐射的最高和最低临界值（358.2和352.1Wm-2） 。 黄点表示间冰期末期AMOC突然减弱的时间点
主要参考文献
Berger A, Loutre M F. An exceptionally longinterglacial ahead?[J]. Science, 2002, 297(5585): 1287-1288.
Yin Q Z, Wu Z P, Berger A, et al. Insolationtriggered abrupt weakening of Atlantic circulation at the end of interglacials[J]. Science, 2021, 373: 1035-1040.
（撰稿：吴志鹏 ， 史锋/新生代室）
【太阳辐射|Science: 太阳辐射在间冰期末期激发的气候突变】编辑：杨翔棹
推荐阅读
- Science|达摩院2022十大科技趋势发布：人工智能将催生科研新范式
- Science|达摩院发布2022十大科技趋势
- 太阳轨道|冬奥会奖牌里 蕴含着古老的天文知识
- 模型|神经辐射场去掉「神经」，训练速度提升100多倍，3D效果质量不减
- 太阳能发电|我国新能源发电量年内首超一万亿千瓦时
- 太阳系|哈勃的继任者韦伯空间望远镜成功升空
- 电池|迈为股份：银浆降本新突破，推出全新全开口太阳能电池钢板印刷技术
- IT|Thundertruck概念车：配折叠式太阳能遮阳篷及卡扣式6轮驱动车架
- the|美国政府将在加州部署两个大型太阳能发电厂 并提议建立第三个
- 实验|我国“人造太阳”开启新一轮实验