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广州地化所在近2000年以来热带海洋气候变化研究方面取得新进展

  

  工业化革命以来人类活动的加剧对全球气候变化的影响一直受到学术界、政府、媒体以及公众的广泛关注。政府间气候变化专门委员会(IPCC)2014年在第五次评估报告中指出“在1951年至2010年期间观测到的全球地表平均温度上升中,超过一半极可能是由人为增加的温室气体浓度和其他人为影响共同造成的”,但这一观点还存在广泛争议。为更好地评估人类活动对全球气候环境变化的影响,对过去2000年以来的气候变化进行研究非常重要,原因在于过去2000年为我们理解气候变化的人为和自然驱动机制提供了重要的研究素材。

  同位素地球化学国家重点实验室的邓文峰研究员等利用造礁珊瑚的Sr/Ca和碳、氧同位素重建了我国南海北部近2000年以来重要特征气候时段的海表温度、海水氧同位素组成和珊瑚固碳的演变记录。这些特征气候时段包括气候变化主要受自然因素驱动的公元初期、中世纪暖期和小冰期,以及气候变化被认为是受到人类活动影响的现代暖期。结果表明公元初期和小冰期具有相似的气候条件,海表温度和海水氧同位素的长期平均值接近,处于相对寒冷潮湿的气候状态,而中世纪暖期和现代暖期具有相似的气候条件,海表温度和海水氧同位素的长期平均值接近,处于相对温暖干燥的气候状态。尽管如此,现代暖期的海表温度和海水氧同位素组成的变化幅度和变化频率均比其他时期要高。这样的结果可能表明工业化革命以来人类活动的加剧对热带海洋温度升高和海水氧同位素组成的绝对变化的影响并不显著,但人类活动导致了海表温度和海水氧同位素组成变化幅度和变化频率的升高。对于珊瑚固碳而言,工业化革命以前珊瑚的碳同位素组成与太阳辐照量具有耦合的变化和显著的正相关关系,主要受珊瑚共生虫黄藻的光合作用的影响;但在工业化革命以来,珊瑚的碳同位素组成与太阳辐照量呈现负相关关系,表现出和大气CO2的含量和碳同位素组成耦合变化的规律,表明珊瑚固碳过程中碳的来源发生了明显的变化,意味着人类排放CO2对表层海洋的碳循环产生了显著的影响。本研究为更准确地评估人类活动对气候变化的影响提供了新的证据。

  

图1. 研究区域

  图2. 不同气候时期海表温度的变化幅度(左)和变化频率(右)

  本研究受到国家重点研发计划项目(2016YFA0601204)、国家自然科学基金项目(41673115, 41722301)和同位素地球化学国家重点实验室人才基金项目(SKLIG-RC-14-02)的资助,相关成果发表在Quaternary Science Reviews上。

  Wenfeng Deng*, Gangjian Wei, Jian-xin Zhao, Ti Zeng (2019) Anthropogenic effects on tropical oceanic climate change and variability: An insight from the South China Sea over the past 2000 years. Quaternary Science Reviews 206, 56-64.

  同位素地球化学国家重点实验室&科技与规划处 供稿

附件:
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