6600万年来天文定年的地球气候变化记录及其可预测性(3)

2022-01-23 14:19     互联网

演化谱显示(图4),在13.9 Ma以前,包括地球热室、温室以及冷室状态的第一阶段,气候周期以偏心率为主,意味着低纬过程驱动着气候演化,推测偏心率调控岁差,影响了季风降水的季节性,进而作用于全球水汽和能量的分布。而倾角周期在暖室热室和第一阶段的冷室状态中表现不显著,可能和当时冰盖的规模小,缺乏高纬的放大效应所致。随着高纬变冷和冰盖增长,13.9 Ma之后地轴倾斜度的信号逐渐增强,到3.3 Ma成为冰室地球气候系统的主导周期。

图4 CENOGRID的演化谱

作者们还计算了CENOGRID曲线重现分析的确定性(图5),定量描述系统的可预测性。当确定性接近0,表示系统是随机的,不可预测,接近1,表明系统确定。结果显示,温室和热室地球比冷室和冰室地球更可预测。34 Ma南极冰盖出现,确定性参数显著降低,地球气候系统非线性程度大大增强。在冷室地球第一阶段中,南极冰量相对较少的25-14 Ma,确定性也相对较高。碳、氧同位素比较而言,6 Ma之前,北极冰量增加,碳同位素的确定性高于氧同位素,主要原因可能是碳同位素主要受制于低纬过程,受极地冰量影响较小。直到6 Ma之后,冰冻圈才深刻地影响了碳循环。到3.3 Ma之后,氧同位素显示出强烈的偏心率周期,确定性有所增强。

图5 CENOGRID重现分析的确定性

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