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新仙女木事件是末次冰消期氣候變暖過程中發(fā)生的大幅度降溫事件，寒冷氣候持續(xù)長達(dá)1300年，是第四紀(jì)最著名、研究最多的氣候突變事件?！氨Q一次性淡水注入北大西洋，導(dǎo)致溫鹽環(huán)流中斷（減弱）”的主流觀點(diǎn)雖能解釋該事件的觸發(fā)機(jī)制；但數(shù)值模擬結(jié)果均顯示，一旦淡水注入停止，溫鹽環(huán)流就會(huì)在幾十年內(nèi)恢復(fù)正常，新仙女木事件應(yīng)該隨即結(jié)束。為何新仙女木事件會(huì)持續(xù)上千年之久，目前仍然是困擾國際古氣候?qū)W界的科學(xué)難題。 新生代地質(zhì)與環(huán)境院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室旺羅副研究員及課題組成員在研究青藏高原東南緣云龍?zhí)斐睾垂柙逵涗洉r(shí)，首次發(fā)現(xiàn)了新仙女木事件期間該區(qū)域強(qiáng)降雪的地質(zhì)證據(jù)（圖1）。在中國科學(xué)院大氣物理研究所姜大膀研究員的協(xié)助下，課題組基于數(shù)值模擬分析驗(yàn)證了這一發(fā)現(xiàn)（圖2）。  圖1 硅藻指示的新仙女木時(shí)期強(qiáng)降雪。a. 耐低光硅藻百分含量；b. 硅藻通量； c. 格陵蘭末次冰消期溫度變化；b. 格陵蘭末次冰消期氧同位素變化  圖2 青藏高原地區(qū)降雪瞬變模擬數(shù)據(jù)分析結(jié)果。a. 云龍?zhí)斐氐貐^(qū)末次冰消期降雪變化圖；b. 青藏高原地區(qū)新仙女木事件相對于哈因里奇事件累積降雪異常圖 以上結(jié)果激發(fā)了課題組對新仙女木事件持續(xù)千年這一科學(xué)難題的思考：降雪是否能成為淡水資源？新仙女木時(shí)期環(huán)北大西洋是否有大量的降雪？這些降雪的量是否足夠減弱大洋環(huán)流？國際同行最新研究認(rèn)為，降雪提供的徑流量大于降雨。這就意味著大量的降雪可能通過地表徑流快速注入海洋，補(bǔ)償海洋因蒸發(fā)損失的淡水，進(jìn)而降低海表面鹽度或維持海表面較低的鹽度。據(jù)此，課題組進(jìn)一步對全球瞬變模擬結(jié)果進(jìn)行分析（圖3），發(fā)現(xiàn)新仙女木期間環(huán)北大西洋地區(qū)同樣出現(xiàn)強(qiáng)降雪，這些降雪提供的淡水量可達(dá)0.72 Sv，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中斷溫鹽環(huán)流所需的淡水閾值。在上述研究基礎(chǔ)上，課題組首次提出了新仙女木事件持續(xù)千年的新機(jī)制：新仙女木期間環(huán)北大西洋地區(qū)大規(guī)模降雪提供了持續(xù)的淡水供給，降低了海表面鹽度，阻斷（減弱）溫鹽環(huán)流，導(dǎo)致新仙女木事件持續(xù)時(shí)間長達(dá)上千年（圖4）。這一機(jī)制的提出將為深入認(rèn)識和理解新仙女木事件成因提供了新的研究方向和思路。  圖3 全球降雪瞬變模擬數(shù)據(jù)分析結(jié)果。a. 全球累積降雪異常圖；b. 全球累積冬季降水異常圖  圖4 大雪融水注入北大西洋和北冰洋示意圖。北美、歐亞北部大雪融水提供持續(xù)的淡水，通過河流直接流入北大西洋和北冰洋，維持海表面較低的鹽度 此外，課題組認(rèn)為新仙女木時(shí)期強(qiáng)降雪與低緯度地區(qū)大幅降水變化密切相關(guān)。過去研究認(rèn)為，低緯度地區(qū)大幅度降雨變化是由溫鹽環(huán)流中斷（減弱）后，北半球降溫導(dǎo)致熱帶輻合帶大幅度南移造成的。但是，最新的研究顯示寒冷事件時(shí)期熱帶輻合帶南移幅度有限。本研究提出，強(qiáng)降雪延長了熱帶輻合帶南移的滯留時(shí)間，這可能是導(dǎo)致低緯地區(qū)新仙女木時(shí)期大幅度降水變化的主要原因：強(qiáng)降雪導(dǎo)致北半球寒冷春季相對延長，為補(bǔ)償北半球熱量平衡，北半球的哈德里環(huán)流加強(qiáng)，熱帶輻合帶在南半球滯留時(shí)間增長（而不是南遷幅度增加），最終導(dǎo)致低緯度地區(qū)北半球干旱、南半球濕潤。 研究成果發(fā)表于Journal of Geophysical Research: Atmospheres。（Wang L, Jiang W Y, Jiang D B, et al. Prolonged Heavy Snowfall during the Younger Dryas[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2018,123(24).DOI:10.1029/2018JD029271）（原文鏈接） |
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