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图8。L长期偏心率的变化,气候旋进,倾斜,日晒,65°N (Wm 2)从6月2 (M)可以BP - 130可以美联社(伯杰,1978),倾斜的幅度也减少了10点(倾角从22.6可以美联社在31日可以略低于241年美联社)。因为每天日晒是主要的函数旋进(伯杰et al ., 1993),所有这些特殊的特征导致日晒,将在未来50可以变化小,一个特性明显不同于过去间冰期(25的振幅Wrn:对105年6月65年联合国)。这个特性是独特的在过去的3份,和最接近的模拟400可以前,发生在阶段11(伯杰和Loutrc, 1996)。这可能会影响气候系统的灵敏度等营力的温室气体,因为驱动力,一个(日晒)将保持几乎不变,给其他人一个扮演更重要角raybet雷竞技最新色的可能性。
1976年发现(海斯等等。)这三个要素的主要时期是保存在冰体积的信号理解海洋核心是一个重大的一步冰期-间冰期旋回。随着时间的推移,天文理论palcocliraybet雷竞技最新mates已经扩展,现在相关的主要气候系统的反应极驱动变化的纬度和季节分布的能量来自太阳。尤其值得指出的是,米兰柯维奇假说,要求低夏季日晒北部高纬度地区引发冰川,实际上是连贯的发生减少季节性的对比和增强在冬季日晒,基本上在低纬度地区。事实上,根据天文理论,可以证明每日日晒的长期变化主要取决于旋进(除了纬度和天接近极夜,伯杰et al,, 1993)。因此,对于给定的纬度,有相位滞后大约可以(十二分之一岁差的周期)之间的日晒consecutiv e两个月(Loutre伯杰,1995)。因此,当夏天的高纬度地区减少日晒,也和较低的纬度,中期的,反过来,获得更多在冬季日晒。这直接影响气候,冬季温和地区蒸发是最大的(热带海洋)允许raybet雷竞技最新更多的水蒸气可以在全球范围内。与此同时,一个更大的冬季纬向梯度加强大气环流和水蒸气运输北方高纬度地区,落如雪。
调查这样的反应的复杂性,一系列数值试验与气候模型进行不同的复杂性(伯杰,1995),除了许多代理的详细分析记录。raybet雷竞技最新其中,Louvain-la-Neuve (LLN) 2, 5 -D气raybet雷竞技最新候模型(Gallee等,1991)已经被用于重建的长期气候变化第四纪冰期。敏感性分析的日晒变化计算伯杰(1978)和重建COi大气浓度由Jouzel et aL(1993)已经在过去的200可以执行(Gallee et aL ., 1992;伯杰et aL, 1998 b)。因为LLN模型还没有一个碳循环组件,大气CQj浓度作为迫使,尽管它在现实世界中充当一个反馈。在长时间尺度上(数万,数十万年),二氧化碳与影响Yostok同位素温度(Yiou等,1991)和其他气候变量(Yiou等,1994)。记录显示最低冰川二氧化碳浓度约190 ppmv, glacial-inter冰川转换伴随着快速增加二氧化碳浓度最高约290 ppmv,和逐步回归低COj值在冰川作用。这些变化归因于气候导致的碳循环的变化,但他们也伴随温室efTcct v放大气候变异raybet雷竞技最新。然而,Yostok二氧化碳频谱是所有天文频率远离繁殖。
明显的峰值出现在143年,59岁,31日和22可以在较短的时间(Yiou等,1991),尽管峰值附近的轨道频率弧更清晰可见Yostok温度记录为41.7,24.1和18.3可以。附近的山峰100可以强烈左移两Yostok记录(133.3可以为温度和143可以有限公司>),和峰值附近41可以有很少的意义在有限公司>记录。时期接近60岁和30可以(也出现在温度记录)似乎没有相关轨道音调频率也不是自己组合,而是似乎是由于冰盖/基岩交互。在较短的时间尺度上,情况就更加复杂(费舍尔et al ., 1999)。之间在所有三个终端(海洋同位素阶段¡MIS) 8 - 7、6 - 5和2我),COj浓度的增加滞后于温度变化在400年到1000年。14 - 13可以短暂小二氧化碳下降滞后于南极冷的逆转(ACR)在南极同位素温度~ 400年,但它可以发生在年轻干冷却事件(迟钝等,1997)。因此,ACR领导新仙女木至少1.8可以和公司吗?在懒人干燥稳步上升。在全新世和艾姆间冰期国米冰川,大气中的二氧化碳浓度下降“-10 ppmv初步达到最大,之后分别在128可以可以英国石油公司和英国石油公司。这种下降可能归因于大量增加陆地生物圈的碳储存提取COi从大气中。的额,COi浓度不会显示在以下15可以大幅改变,尽管不同的冷却在南极冰盖。直到6 MIS的主要冷却后可以5、4大幅下降的公司吗?发生,另一个5可以被要求返回一个近似相CO1与温度变化的关系。甚至Holoccne期间,大气CO»浓度增加在过去8可以。相比之下,高二氧化碳浓度不持续在MIS 7,而是公司吗?遵循快速温度下降到MIS 7, 4,达到至少1到2可以在同位素的最低温度。
在实验用LLN气候模型中,日晒的变化仅作为一个起搏器glacial-intraybet雷竞技最新er冰川周期,但二氧化碳变化有助于更好的重现过去的气候变化,特别是空气温度和南部冰原的程度。实际上我们已经表明,反照率和水蒸汽温度反馈中发挥基础作用放大了天文扰动。强迫的日晒、反照率和公司吗?最后的冰川最大高强)j模型伯杰et aL (1993 b)导致了4.5 C冷却在北半球(召回平衡反应LLN模型一倍的二氧化碳浓度的变暖2摄氏度)。三分之二的LGM冷却(3 C)解释为天文和反照率迫使时允许的水蒸气的反馈本身,占冷却\ 2 C的CXValonc迫使实验冷却1.5摄氏度,40% (0.6 C)是由于水汽反馈。因此这些结果强调的根本作用反照率和水蒸气的反馈,他们也表明变化的综合效应的二氧化碳和日晒+反照率营力,所有这些生成水蒸气反馈,约等于气候系统的反应的总和当一个或另一个保持不变。raybet雷竞技最新这种类型的线性响应可能由于扰动在所有情况下仍然很小(几度)与参考的基本状态(^ 280 K),虽然系统本身的高度非线性方程描述。这种行为也被发现在复杂的气候模型(Ramaswamy和陈,1997)。raybet雷竞技最新
领先和拖后也一直在分析响应的LN气候模型日晒,美在赫尔曼间冰期营力,在整个去年glacial-interglacial周期(伯杰等,19raybet雷竞技最新96),如果我们把65年6月在日晒N时间尺度作为指导,模拟的最大值北部我lemisphere冰体积达到在134年和109年英国石油公司可以分别对同位素阶段6和5 d -落后于这个日晒6 kvr冰体积最小为126 kvr BP和持续太我
10 kvr,覆盖整个期间日晒是减少到201年,从阿最多约550 Wm“*至少440 Wm”*。夏季海水表面温度(SST),在中高纬度地区,落后于几千年的日晒。因此,SST开始之前(实际上降低
11)冰原开始之前可以生长在大陆(例如,在116年可以BP)。在50 - 55 N乐队,然后模拟的SST当时开始再次上升,因此在反相大陆冰体积。冷却结束时上升阶段的冰盖融化,导致协议与重建Cortijo et al,(1994),显示突然冷却的高纬度海洋只有几千年前最后一次间冰期的开始;和气候变暖发生在成长阶段的开始,同意•鲁丁曼假说和Mclntyre(1979),声称冰盖是谁温暖的风场条件下生长。在高纬度地区(70 - 75 N),纬向平均温度在表面的行为更加复杂,不仅日晒的直接影响,但也反映海冰的影响,海水,冰原。
进一步调查的重要性ofCX > 2的变化,除了日晒,大气有限公司吗?浓度降低线性从320 ppmv 3最高产量研究BP (上新世晚期)200 ppmv LGM也用于力模型。在这种情况下,模型模拟了进入冰期约2.75最高产量研究BP(李et al ., 1998), Pliocene-early更新世末41可以循环,100可以周期约900的出现可以BP(伯杰et al ., 1999),以及冰期-间冰期旋回最后的600可以(李et al ., 1998 b)。提出假设,在上新世末期(在无冰,温暖世界)冰盖可以开发只有在足够低的时候夏季日晒。这发生在大偏心气候的时候进动和倾斜结合获得如此低的价值,导致41可以时期3和1之间最高产量研究敏感性分析也表明,防止冰原开发、二氧化碳必须4和3之间的相对较大的最高产量研究BP模型)(超过450 ppmv,特别是约3.8最高产量研究BP当所有的天文条件最有利。但与此同时,公司?浓度必须降低(低于370 ppmv在我们的模型)3最高产量研究BP允许冰原,后引发的日晒,不得不充分生长在2.7最高产量研究基点。另一方面,有趣的是指出,100 -可以信号出现在周围的气候记录1最高产量研究BP,当100 -离心率可以组成部分开始消退。2和1之间很强的最高产量研究BP,逐步削弱1最高产量研究BP和现在,它终于消失在接下来的500可以,造福400 -可以循环,与the-2-Myr段任期6号在偏心的扩张。
在冰川的世界里,冰盖存在大部分时间除了在极地纬度日晒很高时,再次要求大古怪但导致这一次间冰期最后100 -可以期间的最后1最高产量研究。使用一个公司吗?集中重建过去600可以从一个基于SPECMAP回归(李et al ., 1998 b),它已经表明,11和1阶段需要一个高有限公司?到达间冰期的水平。日晒概要和建模结果往往表明两阶段阶段11可能是一个比过去更好的为我们的未来气候模拟的冰川间冰期。raybet雷竞技最新这样的残雪> 2重建曾因为没有其他公司吗?记录(Vostok特别是小等,1999)还可用在如此长的时间里在进行实验的时候,它必须被理解,然而,这只是一个临时代理,因为SPECMAP < 518 o不是verv与二氧化碳相关记录在此期间的数据都是现有(李等人,1998 b)。使用计算二氧化碳的日晒和一些场景,接下来的130可以被模拟的气候(Loutre和伯杰,2000),表明我们的间冰期w生病很可能持续raybet雷竞技最新特别长(50可以)。这个结论是钢筋,如果我们考虑到可能加剧温室效应的康宁世纪人类活动的结果。
考虑到复杂的气候系统的不同组件之间的交互,一个主要的挑战是;raybet雷竞技最新了解如何天文学迫使由不同的过程放大,控制气候系统的响应。raybet雷竞技最新在这一章,我们专注于大气的作用GO2浓度变化,海平面变化,过去glacial-interglacial vegetation-climate反馈循环。raybet雷竞技最新
8.2二氧化碳和日晒阈值
实验用LLN NH气候模型试图解释其对天文和有限公司;raybet雷竞技最新营力。这些实验表明,特别是北半球冰体积有限的敏感性?不是常数。
测试Hays et al。(1976)假设轨道迫使充当一个冰河时代的起搏器,实验是在日晒是允许变化,但二氧化碳也保持不变,210年,250年,或者290 ppmv(伯杰et al ., 1998)。作为二氧化碳变化约230 ppmv大部分时间在过去200可以,这些对应的平均浓度,分别冰川,中间,和间冰期*(现在的二氧化碳浓度已经过去glacial-interglacial周期的平均值高出60%)。这些模拟显示(图8.2)
北半球冰体积(10 h knVj
图8.2。长期变化的北半球冰Norihcrn半球体积模拟的二维LLN模型(加李et al ., 1991)的天文力量(柏柏尔人,1978年)和一个常数固体二氧化碳(2)ppmv] ineT 250 ppmv小虚线,2911 ppmv虚线)(Bergeret, 19 * > >某人。
图8.2。长期变化的北半球冰Norihcrn半球体积模拟的二维LLN模型(加李et al ., 1991)的天文力量(柏柏尔人,1978年)和一个常数固体二氧化碳(2)ppmv] ineT 250 ppmv小虚线,2911 ppmv虚线)(Bergeret, 19 * > >某人。
冰体积变化与地质建模重建只有当二氧化碳低(210 ppmv),但是,更重要的是,气候系统的响应是远非线性二氧化碳。raybet雷竞技最新有限公司?210 ppmv,冰川最大达到181,136年和20可以BP,大约35 x * 106公里的冰在北半球大陆。二次最大值约25 x I06公里*发生在109年,90年和61年kvr英国石油(BP)
分析下的冰量模拟的范围这三个常数害怕CO浓度显示模拟的北半球冰盖体积的敏感性COj远非常数。这是更大的在136、90和20可以BP,当冰体积的范围更广。日晒的这些时间对应于二次最小值曲线,用一个温和的价值坐落在462年至472年之间Wm”6月2在65°N。对于其他三个冰最大值(181、109和61可以BP),日晒达到最深的最低(-4443 Wm 2) 7到11岁之前可以冰盖形成三下二氧化碳浓度。在这些时间偏心率很大,冬至发生接近远日点,倾角较低。初步的结论可能因此,气候系统二氧化碳的敏感性(即更大。raybet雷竞技最新,更广泛的冰体积发生在响应给定范围的公司?)中间v价值日晒的最小值。对于其他冰最大值,日晒最小值是足够深(低于460 Wm-2)驱动系统的冰川阶段三个二氧化碳值。
冰体积变化的振幅的三个实验是非常不同的,但冰原的累积的时机非常相似。181年、109年和61年可以BP冰最大值,250 ppmv曲线位于中间的210和290 ppmv。这不是另一个极大值。在136年和90年英国石油公司可以,250 ppmv模拟绝对是接近290 ppmv。相比之下,在20岁的时候可以BP 250 ppmv模拟冰最大210 ppmv密切相关,与这不同的敏感性在最后的冰河时代发生在90年和136年英国石油公司可以实际上是与气候系统的状态之前,这些冰最大值;raybet雷竞技最新F。到底是在冰川模式在同位素阶段4 - 2,而气候raybet雷竞技最新间冰段在90年和136年可以BP最大值。我他非常大的差异的反应模型250 ppmv二氧化碳水平也似乎表明重要的公司的存在吗?浓度(时间)的气候系统可能是反应公司作为高或低?raybet雷竞技最新水平,在上次冰川最大,甚至相当高的二氧化碳并不很大程度上防止地球被冻结成冰。这表明阈值可能多达270 ppmv,只有害怕CO浓度低于这个值导致冰川。相反,在136年和90年的情况可以BP需要,而小公司呢?地球进入冰期,阈值可能会低至230 ppmv。的类似行为的反应模式下250和290 ppmv迫使所有间冰期和间冰段(除了同位素阶段3)证实,其灵敏度有限公司吗?是不同的在地球cold-glaciated比在温暖,无冰地球。这意味着在全新世期间,可以启动一个冰河时代,在我们的模型中,只有一个相当低的二氧化碳浓度(低于250 ppmv至少)。
8.3海平面和植被变化
在地质时间尺度、平均海平面变化的幅度可能较大。这直接影响大陆的大小通过允许或不允许大陆平台出现。特别是,重建地球表面的配置,在最后的冰河时代CLIMAP(1976)显示了巽他群岛的出现和大面积的中国海,澳大利亚和新几内亚和之间的一座桥梁在西伯利亚和阿拉斯加之间,北Adriatica的消失,渠道,和北海。
植被和地表覆盖也随着时间发生了显著变化。在(Prentice et al ., 2000),最明显的特征是阻碍回归在北美和欧亚大陆的森林类型和一个压缩和碎片在这些地区的森林区域。我hesc植被变化对干燥条件比现在提供证据在中纬度地区的广大地区。北方常绿林(针叶林)占据了比现在小得多的区域,和温带落叶林显然是几乎不存在的。生物避难所的温带森林和热带雨林贺蒙可能存在离岸LGM,但是他们的特有类群也坚持其他biomcs组件。在Af黎加热带潮湿森林减少。
的峰值Holoccne(6可以前),在北方极地附近的地区,针叶林延伸向极的苔原,指示大于目前的生长期的温暖(学徒,1998)。这种转变似乎相对轻微的(200 - 300公里)在全球地图,而且在极是不对称的。在欧亚大陆北部的中纬度地区,森林皮带移向极。在许多情况下,这些变化表明温暖冬天条件即使轨道迫使仅会产生冷的冬天(hiome悖论)。circum-Mediterranean地区温带落叶森林侵占南和xero-phytic w / ood土地擦洗缺席,表明气候温暖今天t汉。raybet雷竞技最新ISut最大的变化是在季风区域,主要在非洲北部,撒哈拉沙漠大幅降低,萨赫勒地区的植被带向北转移系统。这个季风放大的基本机制是由mid-Holocene天文迫使早期,但进一步积极的反馈机制,包括地表和/或海平面的变化,必须调用占非洲hiome变化的大小。
这些植被对气候变化重要不仅因为表面反照率与冰雪领域而且植被覆盖的陆地表面的性质。raybet雷竞技最新它确实可以预期vegetation-albedo-climate耦合应该存在,因为全球气候变化产生的修改在大raybet雷竞技最新规模降水和温度模式,这反过来,修改土地的植被表面,因此地表反照率变化,从而产生进一步的气候变化,恰尼et al .(1977)是最早研究这样一个在半干旱地区反照率变化对降水的影响。Otterman et al。(1984)然后显示气候sensitiv重要性密度较低的有效raybet雷竞技最新冰雪反照率对森林和林木线的变化,用年平均模型。事实上,雪对森林有一个相对较小的有效比雪经过分数相同的深度在苔原,领先
Tabic 8.2。过去Glacial-Iraybet雷竞技最新nterglacial Vegetation-Climate反馈,在冰川时期。
作者
模型
结果
Gallee et al ., 1992伯格等人,1992年,1993 c
哈维,1988,1989
去年Glacial-Intcrglacial周期
•LLN NH 2.5 - draybet雷竞技最新气候Taiga-tundra-snow反照率反馈的气氛,海洋,冰显著提高响应表、海冰、土地轨道强迫。
表面
你5可以英国石油公司
*能量平衡模型植被反馈在高低纬度对温度响应轨道变化影响显著。P + T + -►温暖夏天►海冰的减少
向北-►温暖冬天►针叶林P-T-cold生物群落向南苔原增加——►积雪反照率反馈- *冰川作用
哈里森et al ., 1995
Gallimore-Kut /巴赫,
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