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揭开终结冰河时代的秘密

了下:- 2012年4月28日组

纽约州立大学奥尔巴尼分校的Chris Colose客座评论

人们早就知道,地球轨道的特征(它的偏心度,它倾斜的程度,它的“摆动”)在数万年到数十万年的时间尺度上有轻微的改变。这样的变异,统称为米兰科维奇旋回,共同调整冰期到间冰期变化的时间。

尽管这一假说提供了巨大的解释力,但一些重大问题仍然存在。例如,偏心度、倾角和岁差在控制冰川开始/结束中的相对作用仍有争议。而米兰科维奇旋回对局地、季节性气候的强迫作用较大(约30 W/m量级)2),米兰科维奇提供的净作用力在全球平均水平上接近于零,需要其他辐射项(如反照率或温室气体异常)来迫使全球平均温度变化。

最后一次冰川消退是一个从高峰冰期(约26-2万年前)到全新世(约1万年前)的漫长过程。解释这种进化并非无关紧要。在北半球和南半球之间,轨道的变化导致夏季太阳辐射强度的相反变化,然而冰河时代的结束似乎在北半球和南半球之间是同步的。这可以用温室气体CO的作用来解释2它在大气中的丰度变化与冰川循环同步,因此起着冰川循环的“全球化”作用,因为它在大气中很好地混合在一起。然而,如果公司2令人惊讶的是,气候代用指标表明,南极洲似乎比北半球更早变暖,而冰川周期与北半球日照(“太阳辐射”)模式是同步的,这引发了关于是什么通信机制将两个半球联系起来的问题。

有多种假说来解释这个明显的悖论。一种是南方夏季的长度与北方夏季的强度共同变化,因此局部的日照强迫可能导致各个半球的同步消冰(Huybers和Denton, 2008)。与此相关的一种观点是,南方春季日照量随夏季持续时间的变化而变化,这可能会迫使南大洋的海冰退缩和温室气体的反馈(例如,斯托特等人,2007)。

基于冰期-间冰期过渡的瞬态气候模型模拟(而不是不同模拟气候状态的“快照”),Ganopolski和Roche (2009)除了二氧化碳,海洋热传输的变化提供了南北半球之间的关键联系,能够解释二氧化碳明显滞后于南极温度。必威官网最近,《自然》杂志发表了一篇详尽的数据分析Shakun et al., 2012(pdf)为这些模型预测提供了强有力的支持。Shakun等人试图探究与末次冰川消融相关的时空格局;在这样做的过程中,他们分析了全球范围的模式(而不仅仅是来自南极洲的记录)。这是一项艰巨的任务,因为需要同步许多海洋、陆地和冰芯记录。
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参考文献

  1. P. Huybers和G. Denton,“由当地夏季持续时间控制的轨道时间尺度上的南极温度”,自然地球科学, vol. 1, pp. 787-792, 2008。http://dx.doi.org/10.1038/ngeo311
  2. L. Stott, A. Timmermann, R. Thunell,“南半球和深海变暖导致冰期大气CO2上升和热带变暖”,科学,第318卷,第435-438页,2007。http://dx.doi.org/10.1126/science.1143791
  3. A. Ganopolski和D.M. Roche,“关于冰期-间冰期气候转换中领先滞后关系的性质”,第四纪科学评论, vol. 28, pp. 3361-3378, 2009。http://dx.doi.org/10.1016/j.quascirev.2009.09.019
  4. J.D. Shakun, P.U. Clark, f.h He, s.a Marcott, a.c Mix, Z. Liu, B. Otto-Bliesner, A. Schmittner, E. Bard,“全球变暖之前的二氧化碳浓度在最后一次冰川消融”,自然,第484卷,第49-54页,2012。http://dx.doi.org/10.1038/nature10915

另一个当之无愧的荣誉是授予迈克尔·曼(Michael Mann)的奥斯切格(Oeschger)奖章

了下:- 2012年4月24日组

正如许多人已经听说的,我们的同事,RC联合创始人和朋友麦克尔曼将收到Oeschger奖章来自本周在维也纳举行的欧洲地球科学联盟。我们很高兴地宣布这一消息,并祝贺迈克。

Hans Oeschger是一名瑞士科学家,最初是核物理学家。他的名字在气候科学中广为人知,尤其是因为他与威利·丹斯加德(Willi Dansgaard)一起发现了丹斯加德-欧斯切格事件(最后一个冰期的快速气候变化,首次在格陵兰冰芯中观测到)。他在放射性碳研究界更为人所知,因为他发明了测量碳-14的第一批仪器之一(“欧施格计数器”)。这为确定非常小的有机物质的年龄铺平了道路,包括深海沉积物岩心的样品,这最终导致了米兰科维奇冰河时代理论的验证。Oeschger和他在伯尔尼的同事首先测量了大气中CO的冰期-间冰期变化2在冰芯中,表明大气中CO的浓度2冰河期的浓度比工业化前的浓度低50%,这是阿雷尼乌斯在近一个世纪前预测的结果。因此,Oeschger的工作对验证科学中最重要的两个理论至关重要:CO的作用2气候变化,以及地球轨道变化的作用。Oeschger也是一位有造诣的音乐家,并在放射性碳国际会议上与同事一起演奏室内乐而闻名。

Oeschger留下了相当大的空缺,对于Mike Mann来说,获得以Oeschger名字命名的奖项是莫大的荣誉。大多数人可能会认为这个奖项是迈克著名的“曲棍球棒”作品。毫无疑问,这是其中的一部分,但是Oeschger奖从来都不是仅仅颁给一项研究的发表,而是颁给具有职业价值的杰出成就。以前的大多数奖牌获得者都比迈克·曼资历要高得多,包括古海洋学家Laurent Labeyrie,湖泊学家弗朗索瓦丝Gasse,冰芯先驱多米尼克•雷诺现象Sigfus约翰森的数量和其他主要的名字在气候和古气候研究中,包括RC的Ray Bradley。

迈克的工作,就像以前的奖,是多样化的,并且包括开创性和高度引用工作时间序列分析(一个优雅的用汤姆森的多窗口谱分析方法来检测时空振荡的气候记录和平滑时态数据的方法),年代际气候变化(术语“大西洋数十年震荡”或“AMO”是由迈克采访中科学他和GFDL的汤姆·德尔沃斯发表betway体育手机版的一篇论文显示了气候模型模拟和观测数据对气候系统中50-70年振荡的证据;值得注意的是,Mike还发表了与克里·伊曼纽尔合作2006年,AMO的概念已经夸大了关于它在20世纪热带大西洋海温变化中的作用,一项发现最近重申一项研究发表在自然),说明辐射强迫从火山的变化会影响ENSO,在研究太阳能的作用差异解释的模式中世纪气候异常和小冰河期,过去几个世纪的气候变化之间的关系和现象,如大西洋热带气旋和全球海平面,在大气化学,甚至有点工作(beryllium-7测量的分析)。作为一名物理学家,迈克的早期工作包括研究液体和固体的行为,并试图理解诸如高温超导体的结构顺序等现象。在地球科学方面,他发表了各种各样的论文,包括kt边界大灭绝事件的恢复,以及大盐湖体积长期变化的驱动因素。他研究,发表在历史和预测气候变化的影响,从亚洲夏季风的行为,大西洋飓风,在美国降雨模式对于那些感兴趣的精明的统计数据科学家的生产力被测量,快速检查三军情报局网站会告诉你,他有一个40 " H指数”(这意味着40他的论文被引用至少40倍),有20多篇论文被引用超过100次,有两篇超过700次。无论如何,这些都是很高的数字。

回到曲棍球棒上。这些年来,迈克经受住了一些相当严格的审查和批评,其中大部分是针对一份将近15年历史的报纸的细节。然而,关于“曲棍球棍”的基本结论仍然存在,而且确实在随后的工作中得到了加强。例如,大多数人会意识到,过去几十年很可能是过去一千年中最温暖的一个结论——也就是迈克最著名的一篇论文的结论自然和《地球物理研究快报-从未受到过严重的挑战。但是,迈克的研究不仅是对的,而且和奥斯切格的研究一样,他的研究具有开创性,在开创一个全新的研究领域中发挥了关键作用。尽管一些早期作品类似的已经由其他古气候研究人员(,埃德·库克,菲尔·琼斯,基思·布里法雷布拉德利,马尔科姆·休斯和亨利·迪亚兹只是几个例子),迈克之前,没有人认真地试图使用所有可用的古气候数据,试图重建全球气候模式在时间的开始直接仪器观测的气候,或在重建过去的温度变化时估计潜在的统计不确定性。自从迈克的开创性工作(从1995年开始)以来,已有数百篇论文采用了他首创的基本方法,许多博士项目也开始尝试改进它。当然,方法已经改进,而且毫无疑问将进一步改进(利用天气预报数据同化方法重建古气候是最新和最有前途的最新发展)。Mike是这一领域许多最新和最具创新性的出版物的合著者——与几十个不同的人合作——这证明了他的工作具有开创性的性质。

我们期待在维也纳看到Mike的获奖演讲,并对这一当之无愧的荣誉表示衷心的祝贺。既然如此,我们应该提前祝贺迈克当选为美国地球物理协会会员;这一荣誉将于今年秋天在旧金山被授予。

最后,我们不得不提及的一点是,迈克在过去的几个月里花了很多时间来巡回演讲,讲述他作为一个偶然的、不情愿的公众人物在人类引起的气候变化辩论中的经历,详情见他最近的一本书曲棍球棒和气候战争:来自前线的报道

对那些在埃古大学的人来说,你还应该看看冰冰学家Ian Joughin的获奖讲座(周三晚上)阿加西奖章因为他在记录和理解南极洲和格陵兰岛冰川加速的过程中所做的重要工作。

HadCRUT4数据现已可用

了下:——gavin @ 2012年4月16日

只是简单地指出一下HadCRUT4数据现在完全可用下载。欢迎在评论中讨论(或指出)你想看到的任何分析,也许我们会更新这篇文章,提供更有趣的内容。

北极海冰体积:冰瘤、预测和外推的危险

了下:- 2012年4月11日@组

Axel Schweiger, Ron Lindsay和Cecilia Bitz的客座评论

我们刚刚经过年度最大北极海冰范围通常发生在三月的某个时候。在一个月内,我们将达到北极海冰量的年度最大值。在那之后,海冰将在9月中旬开始走向其范围和体积的年度最小值。这标志着年度海冰观测仪式的开始,该活动包括对今年海冰最小值的范围和等级的预测,以及对其最终消亡时间的讨论。betway体育手机版讨论的输入之一是“PIOMAS”冰-海洋模型的冰体积输出,特别是一些高调的推断。这一点值得仔细研究。

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评估1981年的温度预测

了下:- 2012年4月2日组@

基尔特·扬·范·奥尔登伯格和莱恩·哈斯马,KNMI的客座评论

有时,从日常的研究压力中退一步是有帮助的(生病是有帮助的)。就这样,我们偶然发现了Hansen等(1981)(pdf)。1981年,这篇文章的第一作者刚上大学第一年,另一位刚刚完成硕士学位进入KNMI。全球变暖在KNMI还不是一个问题,因为那里的重点更多地放在气候变化上,这就解释了为什么Hansen等人的文章在当时没有被第二作者注意到。这是一本非常有趣的读物。
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参考文献

  1. J. Hansen, D. Johnson, A. Lacis, S. Lebedeff, P. Lee, D. Rind,和G. Russell,“增加大气二氧化碳对气候的影响”,科学,第213卷,第957-966页,1981年。http://dx.doi.org/10.1126/science.213.4511.957

非强迫变化:2012年4月

了下:- 2012年4月2日组@

这个月的开放帖子——因为明显的原因晚了一天……开始吧。

“错误符号悖论”终于解决了?

了下:-斯特凡,2012年4月1日

一组同事几乎解决了气候科学中一个最大的遗留问题。但是这个故事并不是一个科学胜利的故事——相反,它是如此令人尴尬,以至于我们在小组中进行了有争议的讨论,是否要将这个故事公之于众。

这个谜题在气候学家中被称为“错误符号悖论”——我们的老读者可能听说过它。betway体育手机版简而言之,它是关于这样一个事实:气候betway体育手机版科学中的许多东西都能很好地结合在一起,只要符号颠倒过来就好了。如果正负相等。更多»