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【Science:末次冰消期非洲东南部和北部降水同步增多的机制】

Coherent changes of southeastern equatorial and northern African rainfall during the last deglaciation?

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①末次冰消期(last deglaciation)是距今约 1-2 万年前的全球性变暖、冰川退缩、海平面上升、大气 CO2 浓度升高的地质历史时期,与当代全球变暖有一定的相似性。因此,对末次冰消期气候的研究,对于理解目前人类所面临的气候变化问题具有重要的参考价值。

②大量代用资料(湖泊沉积物、海洋沉积物)显示,非洲水文气候在末次冰消期发生了突然的变化。非洲北部和东南部的干旱气候在末次冰盛期(Last Glacial Maximum,LGM,21 ka)同时迅速被湿润气候取代,这段起始于14.7 ka湿润期被称为非洲湿润期(African Humid Period,AHP)。然而,非洲北部(NA)和东南部(SEA)的湿润期同步发生的原因仍然未解,因为模型和理论表明,在非洲东南部由于夏季太阳辐射强迫,该地区的降水量应该降低;

③对此,研究人员使用全球大气-海洋-海冰-陆地耦合模型模拟了LGM到全新世早期(Holocene,11 ka)的气候变化的情况,进而分析这段期间气候突然变湿润的原因,以及非洲北部和东南部气候同步变化的可能机制。

④研究发现,末次冰消期的冰雪大量融化,削弱了「大西洋经向翻转环流」(Atlantic meridional overturning circulation,AMOC)的主要洋流,导致早期赤道非洲北部及东南部降雨量的减少。然而,当AMOC再次重新恢复其强度时,该地区则会恢复到较为湿润的情况。在北部地区,降雨量的增加是由较强的夏季太阳辐射和温室气体浓度驱动的,而东南地区降雨量的增加大多由较高的温室气体浓度所驱动

⑤根据这项研究,随著全球温室气体浓度的上升,某些当今的非洲国家将来会有更为湿润的情况。降雨量的改变会对该地区的社会经济产生显著影响,触及到水资源、农业、水文气候甚至局部及国家冲突等问题。

一作&通讯:Bette L. Otto-Bliesner【National Center for Atmospheric Research (美国国家大气研究中心)】,2014-12-5

Fig. 1 模型模拟(红线)和代用资料(黑线)的对比。
Fig. 2 耦合模型的经验正交函数(EOF)及其主成分(PC)( 20 ka-11 ka)
Fig. 3 模型模拟的末次冰消期的降水变化(mm/month,11 ka-17 ka)
Fig. 4 末次冰消期的海面水温变化(°C,11 ka-17 ka),来自模型模拟(A-C)和代用资料(A)

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