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法国气候与环境科学实验室Gilles Ramstein教授在我室作学术报告
发布时间:2015-08-20 

  法国气候与环境科学实验室(Laboratoire des Sciences du Climat et de l'EnvironnementGilles Ramstein教授于2015818日访问我室,并作了题为The climate of the Earth: A long-term perspective from past to future的学术报告。 

  Ramstein教授从地球以及土星、火星、金星等其它行星在表面温度和气压上的差异谈起,依次讲述了不同时间尺度地球气候系统的韵律性。在十亿年尺度(太阳演化尺度)上,地球形成以来,除最初10亿年外,气候总体上相对温暖。在温暖背景下,发生了2次大冰期,即:新元古代冰期(750–570 Ma前)和休伦冰期(2.6 Ma前)。这2次大冰期在时间上均与大气温室气体(CO2CH4)急剧减少期对应,表明温室气体是理解长尺度全球变冷机制的重要途径。模拟结果显示800 Ma前在大气CO2浓度为1800 ppm的情景下,碳-气候模式处于平衡状态,全球平均温度为10.2°C;而750 Ma前随超大陆解体、碳埋藏增加,大气CO2浓度下降至500 ppm,全球温度降低至2.0°C,从而出现大冰期。 

  在百万年尺度(构造尺度)上,540 Ma以来,约75%的时段气候相对温暖,尤其是白垩纪中期,全球平均温度比工业革命前高约6°C。新生代以来,全球温度呈现阶段性降低趋势,始新世/渐新世之交(~34 Ma),降温极为剧烈,导致南极冰盖形成。南极冰盖形成的可能机制包括:1)德雷克海峡开启导致环南极流形成,从而阻碍了低纬向南半球高纬的热量传输;2)大气CO2浓度下降趋势增强进一步加剧了南极洲降温。模拟结果显示,大气CO2浓度很高时,德雷克海峡开启和关闭均未使南极形成冰盖;CO2浓度为中值时,海峡开启有利于冰盖的形成;CO2浓度很低时,海峡开启和关闭均可导致南极冰盖形成。格陵兰冰盖的模拟结果进一步证实了大气CO2浓度降低在冰盖形成中所起的重要作用。 

  在十万至万年尺度(地球轨道尺度)上,气候系统最为显著的特征表现为冰期、间冰期的周期性交替。冰盖的大幅消长主要受太阳辐射配置和大气CO2浓度的控制,但冰期时段突变事件(如:末次冰期Henrich事件)的诱发机制--大气环流驱动或冰盖动力驱动--仍存争议。因此,气候系统在千年尺度上的稳定性问题仍是未来研究的重要课题。 

  在百年尺度(社会尺度)上,冰盖融化具有很大的不稳定性,末次间冰期平均速率为10 mm/年(最大速率为37 mm/年),而现代间冰期平均速率为3.3 mm/年。冰盖融化不仅会引起海面上升,而且可能导致全球大洋环流减弱甚至中断,两者都将对人类社会带来灾难性后果。此外,近百年来的人类活动也在影响着气候系统的自然变化过程。因此,如何应对未来全球变化?这是人类面临的严峻挑战。 

  报告结束后,多位与会者就冰期-间冰期冰盖演变机制、海面上升与冰盖融化的关联、二氧化碳对气候系统的影响、构造与气候相互作用等问题,与Ramstein教授进行了交流和讨论。 

  【供稿:张春霞、姜大膀】 

  Gilles Ramstein教授作学术报告 

  学术报告现场 

 
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