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海洋表面温度和海冰条件)正在组装允许越来越详细描述的状态全新世气候raybet雷竞技最新;这些描述将帮助在气候变化和检查机制raybet雷竞技最新岩石圈生物圈的相互作用,在测试模型模拟的准确性。

在全新世期间,近日点从北方夏天晚上11 ka(1.1万年前),北方的秋天在6 ka北部冬天在0 ka(伯杰,1978)。因此,北半球季节日晒循环增强在11 ka相对于0 ka,和最大的月积极日晒异常然后从夏天搬到夏末和秋季6卡。同时,南半球经历了季节性减少日晒周期11 ka,与0 ka相比,最大的月负日晒异常然后搬到南方的春天。这些季节性变化的大小是25 - 30瓦特/ m2,代表7 - 8%的变化在太阳辐射11 ka。平均年度周期,全球latitudinal-average日晒持平,这些变化在近日点的季节。相比之下,稍微增加地球的转动轴的倾斜11 ka,相对于现代,使高纬度日晒incresc在夏天,产生一个小年均增加日晒的两极附近的几个瓦特/ m2和热带地区略有减少日晒;在这里,全球平均日晒持平。大气的二氧化碳浓度w 280 ppm 11 ka和保持大约在那个水平到一个常数。d, 1800年,当与燃烧相关的增加bet雷竞技 开始(雷诺现象et al ., 1993),一些残余的大型北半球冰盖存在高强),在最后的冰河时代大约21 ka,仍在北美和欧洲11 ka (~ LGM冰体积的30%),但几乎所有这6 ka多余的冰融化了。

本章将审查相当大的全新世气候在过去的20年中开展的模拟。raybet雷竞技最新审查表明,尽管进展,但仍然有很多悬而未决的问题大小,空间结构和时间的响应地球系统的轨道传入的太阳辐射的变化引起的。在一些地区,地面biosphere-climate交互似乎放大造成的气候变化轨raybet雷竞技最新道强迫。海气相互作用似乎放大气候变化在某些地区,减少changcs在其他领域。raybet雷竞技最新在许多地区全新世气候变化模拟的气候模型不一样大观察到的变化。raybet雷竞技最新这种差异,现在为全新世的气候记录,提出了一种可能性,目前的气候模型也可能低估了未来的气候变化raybet雷竞技最新。

突然的气候变化raybet雷竞技最新在全新世并不容易解释为轨道迫使孤单。然而,积极的反馈theatmosphere-biosphere-ocean系统可能造成气候变化更加迅速,针对轨道的变化迫使缓慢,会。raybet雷竞技最新随着新的气候模型配置允许高效的世纪或multiraybet雷竞技最新century模拟,现在可以检查是否全新世的不同阶段可能有不同的可变性interan-nual,十年,或纪念时间尺度;这些研究可能提供有用的观点,我们认为十年的可能角色/世纪在现在和未来的气候变化。raybet雷竞技最新

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米切尔等,1988;廖等啊,1994;菲利普斯和举行,1994)。全新世气候的模拟由这些额外的系统组件表现出非线性的影响海raybet雷竞技最新冰和雪交互。在北部高纬度,轨道迫使温暖的夏天,导致后来出现海冰的形成。用更少的海冰和更加开放的水,与现代相比,地表反照率降低,吸收太阳辐射增加——一个积极的反馈。尤其是在北极,这种效应产生额外的变暖在夏天和秋天,冬天,冰薄,覆盖一个较小的区域。春天消融使得略推迟,但这种影响是次要的。由于薄的冰和更多的线索,热量的通量海洋对大气大幅增加,冬季气温变暖在北纬度高于现代条件。海冰的非线性和有点违反直觉的反应的改变日晒迫使帮助产生模拟与观测证据更好的协议(比之前的模拟Klimanov, 1984)规定的太平洋和海冰。大气动力学过程(由气旋/水平平流和混合反气旋)负责混合的一些增强北极w armth到大陆北部。最近的工作展示了海冰对轨道迫使的额外的复杂性。较强烈的正反馈,静态热力学海冰模式,增加海洋-冰动力学模型会导致小负反馈对冰层厚度,降低了整体sensitiv轨道迫使(Vavrus, 1999)。

中低纬度地区,插入一个交互式土壤水分子模型在规定的地方土壤湿度引起土壤水分反馈,采取措施促进水分回收(积极的反馈)。因此,北部季风地区经历了较大的降水增加由于轨道迫使比发生在模型与规定的土壤水分(Ciallimorc Kutzbach, 1989;菲利普斯和举行,1994)。一些内饰成为大陆北部甚至在夏季温暖干燥,因为轨道强迫引起的增加和降低土壤水分蒸发损失。

表面的最大响应气候轨道迫使明显前移近日点的年周期变化在赛季11 raybet雷竞技最新ka - 6 ka (Kutzbach等人。,1998)。因此,最大限度的增加温度和季风降水变化从7月在9月11 ka 6卡;总增加不如11 ka ka 6点。

10.3.3气raybet雷竞技最新候模型与陆地生物圈的相互作用

观测证据表明,植被发生的重要变化高、中、低纬度地区在Iiolocene(赖特et al ., 1993)。北方森林向北移,取代苔原;在北美草原向东扩展,取代森林;在北非和草原向北移,取代沙漠。模型已经开始被用来测试这些植被变化如何影响气候。raybet雷竞技最新

单向迫使:植被敏感性实验。的陆地生物圈的潜在反应轨道迫使气候变化已经被使用了气候模型的输出,即太阳的季节性周期raybet雷竞技最新辐射、温度,和降水-植被模型作为输入(哈里森ct。+ 1995;Kutzbach et al ., 1998)。模拟生物群系分布11 ka(全新世早期)和6 ka (mid-Holoccnc)表明(1)在北极:向北扩张的北方森林(针叶林)取代苔原;在中纬度内陆地区(2):扩张温暖的草原/灌木代替酷草原/灌木;和(3)在北部热带地区:扩张的草原和耐旱性的森林/擦洗n取代沙漠非洲,和扩张的温暖和潮湿的生物群落类型亚洲部分地区ofSE和大肠。虽然单个模型的不同,这些结果通常是一致的在10气候模型6 ka轨道迫使(哈里森等,1998)。raybet雷竞技最新

已经证实,气候的变化导致植被变化,相反方向的变化呢?raybet雷竞技最新是影响气候的植被变化足够大吗?raybet雷竞技最新用气候模型敏感性试验表明,这是如此。raybet雷竞技最新在高纬度地区,规定更换的苔原森林的原因春天的反照率降低,因为上面的树扩展雪而苔原仍然被白雪覆盖的。这低反照率的森林景观在冬末春初,相对于苔原,有利于吸收太阳辐射,因此增加额外的温暖(保安族ct啊,1992)。因此我loloccne,如果轨道被迫增加夏季温暖导致森林取代苔原,然后在冬天降低反射率半年可能导致额外的变暖——一个积极的反馈(福利等啊,1994;节奏成员,1996)。在这些forest-replacing-tundra敏感性实验,额外的变暖由于植被变化几乎等于原来的变暖由于轨道变化。类似地,如果orbttally迫使夏季季风降水的增强在北非沙漠草原入侵引起,然后降低反射率的结合,增加水分回收植被表面可能导致额外的降雨,一个积极的反馈(Street-Perrott等,1990;Kutzbach et al ., 1996;Brostrom et al ., 1998)。土壤质地和持水能力的改变也可以提升增加水分回收。

变化的大小湖泊和湿地造成的气候变化也可能在大气中产生反馈(Cxtc和保安族,1997;raybet雷竞技最新Brostrom ct, 1998;卡灵顿et al .,在出版社)。

耦合Atmosphere-Biosphere交互。因为单向敏感性实验的结果表明,植被的变化可能会对气候产生强烈的正反馈,各种团体使用耦合atmosphere-biosphere模型来模拟气候之间的双向互动和陆地生物圈在全新世(Texier等,1997;raybet雷竞技最新Claussen和盖勒,1997;波拉德et al ., 1998;Ganopolski et al ., 1998;福利,et al,出版社;多尔蒂等人,在出版社)。几乎所有这些耦合模型模拟亚热带北部森林和草原北部的扩张在全新世期间。植被变化的模型在不同程度上(例如,森林生物群落变化的100公里或500公里)和气候变化的大小(例如,撒哈拉沙漠以南地区降水增加10%或50%)。raybet雷竞技最新在大多数研究中,植被的积极反馈在非洲季风仍低于匹配观察到撒哈拉季风降雨和草原的主要扩展到早期mid-Holocene; the one exception is Ganopolski et al. (1998), who find a very large positive feedback.

应对轨道迫使不同反馈生物圈和海洋。新的建模功能,结合计算机资源的增加时,应该允许详细的研究这些复杂的相互作用。

10.3.5时间模拟突然的气候变化raybet雷竞技最新

研究全新世气候与三维气候模型采用相对较短raybet雷竞技最新的“snapshot11模拟(10 - 50年的时间),因为计算的限制,相比之下,时间与统计动力模型耦合的气候系统的模拟运行了数十万年,提供了重要的见解对气候响应轨道迫使(和其他迫使)在冰期/间冰期时间尺度(伯杰et al ., 1992年,1998;伯杰,1998)。最近,一位统计动力大气模型耦合到陆地生物圈模型和简化的海洋盆地模式)用于9000年的全新世气候的模拟(Ciaussen等,1999)。raybet雷竞技最新这个模拟显示突然气候应对逐渐改变轨道强迫。raybet雷竞技最新5.5 ka的突变是追溯到非线性植被的反馈在北方季风系统在近日点从北方夏天(9 ka)进入秋天,北部,超出了早先我lolocene季风最多。5.5 ka,植物的撒哈拉沙漠,这已经形成了bv的轨道迫使季风增强earlv全新世,恢复

沙漠,伴随着突然增加,地表反照率和一个同样沉淀的突然减少。粗略来自北非的证据表明这个时候突然减少水分。Mcltwater脉冲从冰川的消失的最后阶段也可以突然变化的一个因素thermo-haline循环和气候在全新世早期,如8 ka(街- / t和Perrott腐烂,1990)。raybet雷竞技最新与日益有效的模型和更多的计算机资源,时间的模拟全新世气候将变得越来越普遍,和突然的气候变化的研究将扩大的机会。raybet雷竞技最新

10.3.6十年/世纪变化的函数意味着气候状态raybet雷竞技最新

伟大的活期利息的问题是最近在ENSO的特点与变化意味着气候变化由温室效应引起的。raybet雷竞技最新如果指的是气候变化,变化raybet雷竞技最新会改变吗?厄尔尼诺现象的性质的变化模拟报告的气候与大气CO2浓度增加(克努森Manabe, 1994;raybet雷竞技最新米尔和华盛顿,1996)。十年/世纪变化也可能已经改变了在全新世,与现在相比,因为外部强迫,气候是不同的11 ka, 6 ka, 0 ka(例如)。raybet雷竞技最新高分辨率记录(珊瑚、叠层湖泊沉积物、分层的冰核、树木年轮)观察这些变化在变化提供了可能性。

几项研究已经报道耦合模型模拟全新世气候v可变性(休伊特和米切尔,1996;raybet雷竞技最新Otto-Bliesner, 1999;克莱门特等,1999)。ENSO远程并置对比模式可能是不同的在6 ka与现在相比(Otto-HI icsner, 1999)。克莱门特et aL(个人通信)显示泰国全新世早期的改变季节性日晒周期可能隐含的厄尔尼诺事件。模拟耦合模型11硕士ka和0 ka(刘),2000年)表明,ENSO发生在这两个时间段,和类似的空间格局,但整体可变性的东太平洋海温降低了10 - 20%,11 ka与现代相比。一个可能的解释为全新世早期减少ENSO变异性有关亚洲夏季季风加强,迫使的增强在11 ka夏季日晒,加强季风有助于产生一个更强沃克细胞在赤道太平洋赤道,因此增加东风、增强upwclling和冷赤道海洋。cli马到逻辑倾向冷赤道太平洋中部和东部的状况可能反过来支持没那么强烈的ENSO事件(刘等人,2000)。这些最初的模拟减少年际变化在全新世早期似乎有点与初步一致古气候的证据强ENSO事件之后才开发7 ka-6 ka (Sandweiss et al ., 1996;杆铃et al ., 1999)。

10.4结论

全新世的气候观测记录提供丰富的信息的意思是气候的变化,突然的变化,变raybet雷竞技最新化的变化。的层次结构模型被用于研究和帮助我们理解复杂的atmosphere-ocean-biosphere交互发生在响应轨道迫使。这些研究的结果将有助于告知我们关于地球的气候相对稳定的和生物圈及其灵敏度的变化外部强迫,是否真正的外部(如轨道)或人类。raybet雷竞技最新已经取得了显著的进展在理解轨道迫使如何影响气候。raybet雷竞技最新然而,本文表明,迄今为止,气候模型无法模拟完整的大小和全新世气候变化的时空结构。raybet雷竞技最新因此,许多挑战仍然存在,提高观测记录和提高手术模拟和我们理解的机制。

ACKNOWLEDG M E N ' T

W大学的研究paleodimates ai isconsin-Madison资助圆盾是由美国国家科学基金会(NSF)气候和地球动力学计划raybet雷竞技最新

系统历史程序、能源部和建模和计算资源从nsf(国家气候研究txnicr

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