Klimaustabilitet gennem de sidste 720, 000 år

En forskergruppe dannet af 64 forskere fra National Institute of Polar Research, universitetet i Tokyo, og andre organisationer har analyseret atmosfæriske temperaturer og støv i de sidste 720, 000 år ved hjælp af en iskerne opnået ved Dome Fuji i Antarktis. Resultater indikerer, at når mellemtemperaturer forekom inden for en istid, klimaet var meget ustabilt og svingende. En klimasimulering blev også udført baseret på Coupled Atmosphere-Ocean General Circulation Model, som afslørede, at hovedårsagen til den observerede klimainstabilitet var global afkøling forårsaget af et fald i drivhuseffekten.

Klima ustabilitet påvirker både jordens naturlige miljø og det menneskelige samfund alvorligt. I den fortsatte indsats for at forstå, hvordan global opvarmning kan påvirke klimaets ustabilitet, det er vigtigt at identificere perioder i fortiden, hvor klimaet er ustabilt. Disse perioder skal studeres og modelleres for at klarlægge eventuelle potentielle årsager til den observerede ustabilitet. Imidlertid, Der er kun gjort små fremskridt med at forbedre vores dokumentation og forståelse af klimaets ustabilitet forud for den sidste istid.

Forskergrupperne af Dr. Kenji Kawamura og Dr. Hideaki Motoyama (National Institute of Polar Research) analyserede Second Dome Fuji-iskernen (fig. 1, venstre), der blev opnået som en del af den japanske antarktiske forskningsekspedition (JARE) mellem 2003 og 2007. Deres hold reproducerede udsving i lufttemperaturen og støv (faste partikler båret af atmosfæren) i Antarktis i de sidste 720, 000 år (fig. 1, ret). De kombinerede dette med data fra Dome C-iskernen boret af et europæisk hold for at opnå meget robuste palæoklimadata. De undersøgte disse data, opdager, at for de sidste 720, 000 år, mellemklimaet inden for glaciale perioder var præget af hyppige klimaudsving (fig. 2).

Dette rejste et spørgsmål:Hvorfor opstår den højeste ustabilitet, når der er et mellemklima i en istid, snarere end i en mellemistid som nutidens, eller i den koldeste del af en istid? Forskergruppen af ​​Dr. Ayako Abe-Ouchi (Universitetet i Tokyo) brugte en klimamodel (MIROC) til først at reproducere tre typer baggrundsklimaforhold - mellemistiderne, mellemklima inden for en istid, og den koldeste del af en istid. De udførte en simulering, der tilføjede den samme mængde ferskvand til den nordlige del af Nordatlanten under hver af de tre klimaforhold. Denne simulering blev udført ved hjælp af Earth Simulator supercomputeren hos Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC). Simuleringsresultaterne indikerede, at responsen på ferskvandstilstrømning er maksimeret under det mellemklima, der forekommer inden for glaciale perioder, hvilket får klimaet til at blive ustabilt (fig. 3 A-C).

En vigtig faktor, der påvirker klimaets ustabilitet, er sårbarheden af ​​atlantisk dybvandscirkulation under global afkøling som følge af et fald i den atmosfæriske kuldioxidkoncentration (Fig. 3 D-E). Indtil nu, den primære faktor for klimatisk ustabilitet menes at være eksistensen og ustabiliteten af ​​kontinentale iskapper på den nordlige halvkugle, men dette eksperiment har afsløret, at kuldioxid er en anden vigtig faktor, bestemmer ikke kun klimaets gennemsnitlige tilstand, men også klimaets langsigtede stabilitet. Disse resultater tyder også på, at fremtidig stabilitet i den nuværende mellemistid, som har varet i mere end 10, 000 år, er ikke garanteret. Ja, hvis der sker betydelig afsmeltning af indlandsisen på Grønland på grund af menneskeskabt opvarmning, det kan destabilisere klimaet.

Ifølge Dr. Kawamura, "På grund af menneskeskabte emissioner, de atmosfæriske drivhusgaskoncentrationer har nået et niveau, der ikke er set i løbet af de seneste millioner år. Store klimakomponenter, såsom iskapper og havene med deres enorme størrelse og lange tidsskalaer for variationer, vil uden tvivl ændre sig. Det bliver endnu vigtigere at kombinere klimarekonstruktionerne og numeriske simuleringer for de perioder, hvor det globale miljø var meget anderledes, end det er i dag. at forstå Jordsystemet ved at verificere dets mekanismer."