新聞動態(tài)劉小慶、張一歌等-AGU Advances: 古海洋變暖模式：解碼地球未來氣候的"時間密碼"——科學(xué)家利用千萬年海洋溫度模態(tài)變化來揭示未來氣候演化趨勢
全球海洋的變暖模式。一千萬年的古氣候數(shù)據(jù)（單個站點）與達(dá)到平衡態(tài)的氣候模擬（a）以及工業(yè)革命以來的160年觀測（b）相對比（研究團隊供圖）
當(dāng)前全球變暖的空間分布模式直接影響區(qū)域氣候和氣候敏感性，但不同氣候模式對未來變暖格局的預(yù)測存在顯著差異。如何確定哪些模式更準(zhǔn)確地捕捉了地球變暖的本質(zhì)特征？中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所與國際合作團隊在《AGU前沿》（AGU Advances）發(fā)表的突破性研究顯示，通過分析過去1000萬年海洋溫度記錄，可以提取長期海洋變暖模式，為評估氣候模式預(yù)測能力和理解未來氣候演化提供關(guān)鍵約束。
回溯千萬年，尋找變暖"指紋"
研究團隊采用創(chuàng)新的回歸分析技術(shù)，剔除時間維度影響，從全球17個海洋鉆探站位的古溫度數(shù)據(jù)中提取出相對于西太平洋暖池的海表溫度變化放大因子。"西太平洋暖池是地球上最大最暖的表層水體，其溫度變化與全球平均地表溫度在長時間尺度上具有強耦合關(guān)系，"項目負(fù)責(zé)人張一歌研究員解釋，"通過分析其他地區(qū)相對于暖池的變暖幅度，我們可以重建出'去時間化'的空間變暖格局。"
這種方法揭示了一個獨特的古海洋變暖模式：大部分海洋區(qū)域的變暖幅度都超過西太平洋暖池，且高緯度地區(qū)的放大效應(yīng)明顯強于中緯度地區(qū)，為極地或高緯度放大現(xiàn)象提供了地質(zhì)證據(jù)。
模式評估，優(yōu)選氣候預(yù)測工具
通過將古海洋變暖格局與LongRunMIP項目中9個氣候模式的千年尺度平衡態(tài)模擬結(jié)果對比，研究團隊發(fā)現(xiàn)CESM、CCSM3、HadGEM2、MPIESM11和MPIESM12等模式（A組）能夠較好地重現(xiàn)古海洋變暖特征，而其他模式則存在顯著偏差。
"A組模式在高緯度地區(qū)顯示出更強的變暖放大效應(yīng)，這主要源于更有效的正反饋機制，"第一作者劉小慶博士說，"包括地表反照率反饋、水汽反饋和云反饋等，這些模式更好地捕捉了地球氣候系統(tǒng)的根本物理過程。"
現(xiàn)代觀測與未來展望的橋梁
對比分析顯示，過去160年觀測到的海洋變暖放大因子顯著低于千萬年地質(zhì)記錄。這種差異反映了現(xiàn)代變暖模式受到海洋熱吸收影響的瞬態(tài)特征，而古海洋模式則代表了氣候系統(tǒng)的平衡態(tài)響應(yīng)。
研究預(yù)測，隨著氣候系統(tǒng)趨向平衡，未來海洋變暖格局將逐漸演化為類似古海洋的模式，特別是北大西洋和南大洋地區(qū)將出現(xiàn)比目前預(yù)測更強的變暖?；谇瓿叨饶M的"模式效應(yīng)"估算顯示，平衡態(tài)下的承諾變暖（committed warming）可能比此前基于150年模擬的估計高14-59%。
地球系統(tǒng)的長期氣候記憶
該研究揭示了地質(zhì)時間尺度氣候變化的重要規(guī)律：雖然達(dá)到平衡態(tài)需要數(shù)千年時間，但地球系統(tǒng)最終可能接近地質(zhì)歷史中觀察到的變暖模式。"這為我們理解氣候系統(tǒng)的長期演化提供了全新視角，"合作者Matthew Huber教授評價，"古氣候數(shù)據(jù)不僅是過去的記錄，更是未來的鏡鑒。"
現(xiàn)實意義與科學(xué)價值
這項研究為氣候模式評估提供了基于地質(zhì)證據(jù)的新標(biāo)準(zhǔn)，有助于篩選出更可靠的氣候預(yù)測工具，提高對區(qū)域氣候變化的預(yù)測精度。同時，研究強調(diào)了考慮長期氣候演化的重要性，為政策制定和適應(yīng)規(guī)劃提供了更全面的科學(xué)基礎(chǔ)。
據(jù)悉，該研究得到了中國科學(xué)院、中科院廣州地球化學(xué)研究所啟動基金和美國國家科學(xué)基金會的支持。研究團隊將繼續(xù)在如何讓深時古氣候變得更加“有用”方面深入挖掘。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1029/2025AV001719。該文章被AGU選為研究亮點，并在Eos上配文予以報道：https://eos.org/research-spotlights/paleoclimate-patterns-offer-hints-about-future-warming
