研究揭示陆地植被动态反馈加强全新世快速气候变化事件
全新世作为典型间冰期，总体上表现为一个气候相对温暖稳定的时期，却不断被一系列快速（或极端）气候变化事件打断，威胁人类生存环境。1997年，Bond等在冰筏碎屑物中鉴定出北大西洋8次典型偏冷事件。8次典型偏冷事件（发生时间从老至新分别是11.1、10.3、9.4、8.1、5.9、4.2、2.8和1.4 ka BP），加上后来被证实的7.2 ka和小冰期（LIA），全新世累计至少发生了10次快速气候变化（RCC）事件。然而，关于全新世RCC事件成因机制解释存在争议。前期研究可能忽略了地表演化异常及其对气候的反馈，例如，全新世以来陆地植被动态演化特征及其反馈对气候的影响机制值得深入研究。
近日，中国科学院地球环境研究所研究员级高级工程师李新周及合作者，搜集整理了东亚区域多种高分辨率地质记录，并利用公共地球系统模式（The Community Earth System Model，CESM），完成了有动态植被（DV）、无动态植被（nDV）、轨道强迫（ORB）和植被强迫（VF）四组全新世瞬变数值试验，开展了 “模拟-记录”直接比对。结果发现，DV试验可重现中国北方全新世8次RCC事件（图1），且发生时间和变化幅度与地质记录非常吻合（图1、2）。同时，模拟结果显示这8次RCC事件在北半球普遍存在（图3），而其他试验则仅模拟出个别一两个快速气候变化事件，或者说其他强迫因子引起的快速气候变化事件发生时间与地质记录间存在较大偏差（图2）。
研究表明，陆地植被的动态演化及其反馈是全新世RCC事件发生的关键因子之一（图4）。DV与nDV试验差值显示，动态植被反馈可引起几乎所有RCC事件发生时降水明显减少和温度明显下降。该研究从陆-气相互作用中陆地植被动态退化、地表反照率异常以及地面辐射平衡等方面给出了RCC事件变化及与陆地植被反馈紧密联系的机制解释。本研究未考虑高纬冰盖动态演化和北大西洋冰筏碎屑（淡水注入）等强迫因子，但DV试验准确模拟出全新世8次RCC事件。这说明陆地植被作为陆地与大气间物质、能量交换的关键因子之一，其动态异常及其对气候的反馈在气候长期演化过程中可能具有关键调节作用。未来，气候预估应充分考虑这一因子。
相关研究成果在线发表在npj Climate and Atmospheric Science（npj CAS）上。研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项（B类）和崂山实验室科技创新项目等的支持。上述成果是继该团队提出动态植被反馈引起全新世降水长期演变趋势后，针对陆地植被动态演化及其对气候反馈加强全新世快速气候变化事件研究的新进展。
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项目成果
