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Nature: 指标季节性的分离揭示全球变暖已持续上万年

工业革命以来，人类活动引发的CO 2 度升高导致全球快速升温，显著影响着地球环境和人类 社会 。由于器测记录时限的有限性，通过地质记录定量重建过去温度，延长气候变化的 历史 ，对全面认识现代全球变暖在地球系统自然变率中的位置至关重要。

尽管古气候定量化目前已取得重要进展，但距我们最近的全新世（距今 11 700年以来），地质记录重建和古气候模拟的全球年均温变化存在显著差异。地质记录重建显示，温度在距今~10 000？6 000年处于峰值（“全新世大暖期”），其后逐渐下降，工业革命以来的全球变暖逆转了这一趋势（Marcott et al., 2013；Kaufman et al., 2020）；然而，古气候模拟则显示，全新世年均温呈现整体上升趋势（Liu et al., 2014）（图1）。上述温度变化的巨大差异，被称为“全新世温度谜题（Holocene temperature conundrum）”（Liu et al., 2014），一直困扰着古气候学者。解开该谜团的关键在于厘清：气候代用指标是否存在季节性偏差？古气候模式的气候敏感性和反馈过程是否存在偏差？

图1 重建和模拟的全新世全球年均温度变化，蓝线为多指标重建结果，黑线为模拟的年均温，红线为模拟的夏季温度（改自Liu et al., 2014）

最近，美国罗格斯大学的Bova博士和合作者在Nature上发表论文，提出了一种有效分离季节性信号新方法（seasonal to mean annual transformation, SAT），更好地重建了季节和年均温度变化（图2）。

图2 SAT方法在IODP U1485钻孔末次间冰期和全新世时段温度重建中的应用（Bova et al., 2021）。（a、e）钻孔所在纬度（3 S）最相关季节（8月）和年均太阳辐射变化；（b、f）重建和模拟的季节性温度变化；（c、g）计算出的季节性偏差值（ΔSST）；（d、h）校正后的年均海表温度变化

该方法的原理是：假设海表温度线性响应太阳辐射变化，重建温度变化（SST SN ）与最相关的季节性太阳辐射的相关性，如高于其与年均太阳辐射的相关性，则认为重建温度存在季节性偏差；季节性偏差因子（ɑ s ）由SST SN 与季节和年均太阳辐射的偏差值（ΔI）的线性回归获得（SST SN = ɑ s ΔI + ε s ），由此，得出重建温度的季节性偏差值（ΔSST = ɑ s ΔI ），进而获得校正后的年均温（MASST = SST SN - ΔSST）。季节性偏差因子的计算，基于末次间冰期（距今128 000-115 000年前）的海温重建数据，选择末次间冰期，原因在于该时期太阳辐射的季节性差异比全新世的大，而冰盖、温室气体等其他因素对温度的影响更弱，因此更易识别出温度的季节性信号。

首先，作者把这一方法应用到了位于巴布亚新几内亚东北部的海洋钻孔（IODP Site U1485）末次间冰期和全新世的温度重建（图2）。结果显示，重建温度与八月的太阳辐射变化最为相关，具有很好的季节性信号；校正后的年均海表温度变化在两个时段均呈现上升趋势，与同一地区的模拟结果基本一致（图2）。利用同样的方法，作者把模拟的季节性温度进行了校正，得到的年均温度变化趋势与模拟输出结果相一致，因此验证了方法的可靠性（图2）。

其次，作者进一步把SAT方法应用到40 S-40 N之间的海表温度重建（图3b）。结果显示，多数重建结果存在季节性偏差，且主要偏向于夏秋季，导致重建结果存在早中全新世大暖期（图3a、图3b）；然而，校正后的年均温则显示，全新世呈持续升温趋势（图3b），与模拟结果基本一致（图3c）；进而证实“全新世温度谜题”，可能主要源于气候代用指标的季节性偏差。

图3 全新世40 S-40 N海表温度重建、校正结果，以及温度变化机制（Bova et al., 2021）。（a）前人重建的全球年均温度变化（Marcott et al., 2013；Kaufman et al., 2020）；（b）40 S-40 N海表温度重建结果（红线）和校正后的年均温度变化（蓝线）；（c）模拟的年均温度变化及温室气体的贡献；（d）全球冰量变化和温室气体辐射强迫变化

在上述基础上，作者揭示出全新世年均海表温度长期增加的机理，全新世早中期（距今12 000-6 500年前）主要受冰盖、太阳辐射等驱动；而温室气体主导了包括工业革命以来，最近6 500年的全球变暖（图3c、图3d）。

主要参考文献

Bova S, Rosenthal Y. Liu Z. et al. Seasonal origin of the thermalmaxima at the Holocene and the last interglacial [J]. Nature, 2021, 589(7843):548–553.

Kaufman D, McKay N, Routson C, et al. A global database of Holocenepaleotemperature records [J]. Scientific Data, 2020, 7(1): 115.

Liu Z, Zhu J, Rosenthal Y, et al. The Holocene temperature conundrum[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014, 111(34): E3501–E3505.

Marcott S A, Shakun J D, Clark P U, et al. A reconstruction ofregional and global temperature for the past 11,300 years [J]. Science, 2013,339(6124): 1198–1201.

（撰稿：张文超， 吴海斌 /新生代室）

校对：覃华清

The most important method for addressing global warming is to reduce greenhouse gas emissions. This requires taking the following measures:

This paper emphasizes the urgency and necessity of addressing global warming through comprehensive analysis of its causes, impacts, and solutions. Only through global cooperation and taking active and effective measures to reduce greenhouse gas emissions can we slow down the pace of climate change and protect the ecological environment of the Earth.

根本的原因是：气候变暖导致海平面发生了变化。1、气候变暖，冰雪融化，海平面就上升；2、气候变暖，海水按照热胀冷缩的规律吸热膨胀，海平面也要上升。 要使海平面上升缓慢，方法也是有的，但是实现的过程会非常的艰难曲折。以下就是一种方法：敬爱的先生/女士： 您辛苦了！ 主题：坎昆气候大会，应向中国敬礼。 2010年11月29日~12月10日的墨西哥坎昆全球气候变化大会，主要是围绕着如何遏制全球气候变暖而展开全面讨论的又一次会议。 要遏制全球气候变暖的步伐，治本的路径有两条，第一条路径是减少化石燃料的消耗；第二条路径是从化石燃料燃烧后的烟气中捕集二氧化碳并随之填埋。第一条路径因为使用化石燃料成本低，所以行不通；第二条路径存在成本高额，负担太重，也行不通。 第二条路径的成本到底有多高额，计算一下便知晓。据来自互联网的文章《近几年来，一种将二氧化碳浓缩后填埋于地下的环保技术（简称CCS）》，发布时间2010年3月23日。文章中说到：捕集存储1吨的二氧化碳就产生吨的二氧化碳。说明：在捕集存储二氧化碳的过程中，需要增加50%以上的能源消耗。 以美国为例来说明捕集填埋二氧化碳的高额负担。美国2009年向大气排放的二氧化碳约60亿吨，假定60亿吨的二氧化碳全部捕集并且填埋，需要增加的能源消耗为12亿吨标准煤（设1吨标准煤完全燃烧后产生的二氧化碳是吨），若消耗1吨标准煤的费用是1100元人民币，12亿吨标准煤的费用就是万亿元人民币。 要遏制全球气候变暖的步伐，在走治本的路径行不通的情况下，就只有走治标的路径了。 治标路径的方法是：把治本的资金投入到新兴能源产业中去，即把治本的高额负担转变成发展新兴能源产业的动力。经过几十年的奋斗，用新兴能源逐步替代化石能源，并且努力做到用新兴能源来取代化石能源在能源中的主导地位的局面。新兴能源是指：可再生能源和核能。 只要一家企业投向新兴能源产业的资金达到440元人民币，就认可这家企业减排了1吨的二氧化碳。 中国在“十二五”规划中，每年投向新兴能源产业的资金高达1万亿元人民币，相当于中国政府每年减排了亿吨的二氧化碳。 中国作为发展中国家，率先履行了还不该履行的“共同但有区别的责任”的温室气体减排的原则。试想，发展中国家和最不发达国家都朝着发达国家的人均化石能源的消费标准去发展生产力，必然将气候变暖推向不归路。因此，国际社会应向中国学习，宁可放慢发展速度，也要把有限的资金投入到新兴能源产业中去，以此减少温室气体的排放。 建议：在遏制全球气候变暖的国际谈判中，增加治标路径的谈判，按照治标路径的方法核定发达国家的责任和资金投入的额度。 现在，全世界因燃烧化石燃料每年向大气排放的二氧化碳接近400亿吨，若保持每年向大气排放400亿吨的二氧化碳不变，全球气候变暖的步伐是否会停止，这是科学家需要完成的重大课题。不要因为治标路径的谈判延误了治本路径的谈判。 能够把这封信传递给任何一个人。治标路径的谈判，涉及资金援助吗？涉及技术转让吗？涉及···吗？ 从遏制全球气候变暖的国际谈判能够明显的得出结论，要让发达国家拿出钱来援助发展中国家和最不发达国家共同应对气候变暖，这是办不到的。因此必须转而要求发达国家拿出钱来，投向新兴能源产业，以此降低化石燃料的消费，减少温室气体的排放。 发达国家在污染大气的前提下，首先快速富裕了起来，理当用积累的资金率先减少温室气体的排放，将剩余的较少的还能排放温室气体的空间留给发展中国家和最不发达国家，也能使发展中国家和最不发达国家尽快富裕起来。这种想法，也同样符合邓小平同志的先富跟后富的思想理论原则。

鲁东大学的孩纸上不起啊