亚洲夏季风子系统在半球间消融过程中的作用

1. 亚洲夏季风子系统在半球间消融过程中的作用

亚洲季风对于两个半球和轨道驱动的响应是现在学界一直争论的问题。根据能量的通量，印度季风是地球上最主要的季风系统之一，它组成了地区上最具活力的海气互动系统。然而，在亚洲季风古气候记录中，印度夏季风的指标值占据了少数的一部分。在这篇研究中，作者呈现了来自Bay of Bengal across Termination II, 139–127的千年尺度的记录，该记录包括了氧同位素和耦合测量的海洋有孔虫中Mg/Ca、Mn/Ca、Nd/Ca和U/Ca比值。研究的数据显示了一个千年尺度的季风强度的变化，Termination II的突然减弱与两极震荡相关。在Termination II期间，冰消期首先出现在南半球，然后是热带地区，伴随着印度夏季风的增强，最后是北半球。因此，我们认为印度夏季风是向北输送南半球潜热的管道，从而促进北半球随后的消融。

Nilsson-Kerr K, Anand P, Sexton P F, et al. Role of Asian summer monsoon subsystems in the inter-hemispheric progression of deglaciation[J]. Nature Geoscience, 2019: 1.

2. 热带植被对气候扰动的适应能力更强

随着全球变暖的进行，赤道地区的降水频率和总量发生了实质性的改变。虽然在相同的年降水范围内，热带雨林和哈瓦那草原系统得以维持，但是让两者具有如此复原力的机制还未被完全了解。特别是，降水的长期变化对生态系统复原力的影响还不清楚。在这里，我们提供了观测证据，表明热带森林和热带稀树草原在长期的历史中暴露于较高的降雨变异性-尤其是年际尺度-对气候扰动的抵御能力总体上更强。根据巴西亚马逊流域的降水量和树木覆盖数据，我们构建了潜在的景观，使我们能够系统地衡量不同生态系统的复原力。此外，我们还推断，由于未来降水减少，从森林向草原的转移更有可能发生在降雨量变化较小的地区。因此，在对植被对气候变化的反应进行复原力分析和预测时，需要考虑到长期降雨变异性。

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Ciemer C, Boers N, Hirota M, et al. Higher resilience to climatic disturbances in tropical vegetation exposed to more variable rainfall[J]. Nature Geoscience, 2019: 1.

3. 世界范围内的湖泊混合机制对气候变化的响应

湖泊保有着世界上最多的可用淡水，湖泊的存在支持着生物多样性，并未全世界的人们提供可饮用淡水。但是，湖泊在气候变化面前是脆弱的，例如：冰盖的短期变化和湖泊水面温度的上升。这篇研究使用了一维湖泊数值模拟模型模拟了在全球气候变化下，全球635个湖泊混合区域对气候变化的先验。研究了使用四种最先进的模型数据来运行湖泊模型，在两种排放情景下对21世纪的气候进行预测。在排放量较高的情况下(典型的浓度路径6.0)，预计许多湖泊的冰盖将减少；预计到2080年至2100年，约四分之一季节性冰盖湖泊将永久无冰。地表水预计将变暖，湖泊的中温约为2.5 ℃，最极端的升温约为5.5 °C。我们的模拟表明，大约100个被研究的湖泊预计将经历混合状态的变化。在这100个湖泊中，约有四分之一的湖泊目前被归类为单一的混合湖泊-在大多数年份中经历了一次混合事件-并且将永久地分层。

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Woolway R I, Merchant C J. Worldwide alteration of lake mixing regimes in response to climate change[J]. Nature Geoscience, 2019: 1.

4. Milankovitch假说得到珊瑚礁和深海沉积物精确定年的支持

Barbados为我们提供了特别的机会去重建晚更新世时期的海平面高度。这个岛似乎是以不变的速率从海里面升起，足够快地分离出在连续的高海拔海域形成的珊瑚礁区域。未改变的珊瑚发现在较低的梯田，使高精度Th²³⁰：U ²³⁴和PA ²³¹：U ²³⁵定年。大约在122000，103，000和82，000年前发现了三个独特的海洋高林。新的Pa²³¹和Th²³⁰来自深海核，也表明埃里克森的W-X冷暖气候变化发生在近12.6万年前。这些数据显示，在过去15万年中，地球气候的变化与地球轴倾斜和进动周期所预测的夏季日照变化是平行的。

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Broecker W S, Thurber D L, Goddard J, et al. Milankovitch hypothesis supported by precise dating of coral reefs and deep-sea sediments[J]. Science, 1968, 159(3812): 297-300.

5. 大西洋和太平洋中镭-226和氡-222的浓度

海水中氡-222的测量表明如下。大西洋和太平洋中氡-222的浓度集中于每升4 ×10^-14克，深太平洋的镭-226浓度是表层的四倍，而大西洋的浓度是表层的两倍。这些分布剖面可以用两个海洋从表面到深度的相同的镭-226粒子沉降速率和在太平洋深处比在大西洋深处长三倍的水停留时间来解释。西北太平洋表层水中氡-222缺乏的垂直分布表明，垂直涡旋扩散系数高达每秒120平方厘米，大气中二氧化碳在地表水中的交换速率为每年14~60摩尔。南大西洋近底水中氡-222过剩的垂直剖面显示出科菲。

Broecker W S, Li Y H, Cromwell J. Radium-226 and radon-222: concentration in Atlantic and Pacific Oceans[J]. Science, 1967, 158(3806): 1307-1310.

6. 土地利用变化对土壤放射性碳的影响

大多数碳预算要求将陆地生物圈绿化，作为化石燃料燃烧和毁林产生的一些多余二氧化碳的汇。这种储存大部分被认为发生在土壤中，但与这一结论相反的是，耕作减少了土壤腐殖质的农业储存量。农业土壤中的放射性碳测量有助于农田的褐变。此外，损失是由于快速循环的部分腐殖质。

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Harrison K G, Broecker W S, Bonani G. The effect of changing land use on soil radiocarbon[J]. Science, 1993, 262(5134): 725-726.