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过去、现在和未来的气候模型似乎并不缺乏。但是,本周的《科学》杂志上出现了一幅新的、动态的气候变化图景,这可能会影响未来条件的预测方式。
最近的历史对人类是友好的,在过去的大约10,000年中提供了相对稳定的气候。许多先前的模型重新创建了这段历史的短暂片段。
但是,夏威夷大学马诺阿分校的海洋学教授阿克塞尔·蒂默曼说,“这些快照都无法捕捉到突发的气候变化和转变”,因此它们对于预测即将到来的突变不太有用。即使在不久的将来,情况不会像2004年气候失控的电影《后天》那样发展,科学家也需要能够产生关于突变(更可能跨越数百年或数千年,而不是几天)将是什么样子以及为什么可能发生的准确模型,威斯康星大学麦迪逊分校气候研究中心主任兼该研究的首席作者刘征宇解释说。
新的计算机模拟尝试做到这一点。基于美国国家大气研究中心的社区气候系统模型,它为科学家提供了对快速气候变化的一些原因和影响的新的理解——到目前为止,在与冰芯样本的数据进行比对时,这种理解是可靠的。
刘和他的同事们从大约21,000年前开始他们的建模——上次冰河时代的全盛时期。但他们对最近一次的全球变暖时期,即约14,500年前发生的博林-阿勒罗德时期特别感兴趣,当时格陵兰岛的平均气温在大约3,000年内上升了约15摄氏度。变暖的原因仍然存在争议,但刘和他的团队专注于随着冰川消退而涌入海洋的融化冰川水,这自相矛盾地减缓了北大西洋的洋流,该洋流阻止了欧洲冻结。如果北极地区(如格陵兰岛)的冰再次融化,全球可能会面临类似的情况,尽管其他地方正在变暖,但欧洲可能会进入一个更冷的时代。
该团队的流程背后是一个由各个领域的专家(从地质学到海洋学再到计算机科学)组成的多元化团队,大量的硬数据以及一些强大的超级计算机。该模型的活跃元素包括大气、海洋、陆地表面(包括植被)和冰。它还包括太阳辐射和二氧化碳水平的规定信息。
刘说,由于有大量数据和详尽的超级计算机运算,“我们必须非常小心”。该模型需要进行如此多的计算,以至于即使在田纳西州的橡树岭国家实验室花费了一年多的计算机时间,也只能运行一次。
该团队的模拟现在已经达到大约10,000年前,并且仍在努力建模,朝着今天迈进,刘报告说,在此过程中,利用冰芯和其他挖掘出的数据来支持结果。
在《科学》杂志上撰写了一篇随刊评论的蒂默曼说:“总体思路是测试现在和过去,并希望[该模型]在未来有效。” “这是一个美妙的进步。”