21/4/14

Ustabilt hav kan skabe pludselige klimaændringer


Forskning fartøj af Institut Polare franske Marion Dufresne, i fuld aktivitet. (Foto: Ulises Ninnemann)

24. februar 2014 kl. 11:42 6 kommentarer

En varmere klode kan gøre den vigtige dannelse af dybhavet i Nordatlanten mere ustabil. Forstyrrelserne kan påvirke klima og nedbørsmængder.
Forskere ved Bjerknessenteret i Bergen er de første, der rapporterer om ustabilt dybhav.
Som konsekvens kan der opstå pludselige ændringer i klimaet i stedet for mere jævne ændringer over lang tid, ifølge forskerne.
Der kan for eksempel opstå mere tørke i nogle regioner og mere nedbør andre steder.
Fremtidens klima ligner tilstandene for 116-128.000 år siden
I den seneste udgave af tidsskriftet Science viser forskerne, at cirkulationen af dybvand i Nordatlanten, som er en vigtig del af jordens klimasystem, har ændret sig betragteligt i perioder på blot nogle hundrede år i forrige mellemistid.
Opdagelserne skaber bekymring, fordi klimamodeller i dag viser, at vi er på vej mod en varmere klode, hvor temperaturen kan stige med alt fra to til seks grader, afhængigt af mængden af CO2-udslip.
For 116-128.000 år siden var Nordatlanten nogle grader varmere end i dag, mens havet stod en del meter højere.
Ved at analysere sedimentkerner 20-30 meter nede i havbunden syd for Grønland kan forskerne se, at der opstod forstyrrelser i dybvandsdannelsen, da Nordatlanten var varmere end i dag, og ismasser trak sig tilbage.
Da ændringerne fandt sted for over 100.000 år siden, var klimaet i Nordatlanten ganske lig det, som vi bevæger os mod nu.
Varmere klima og ferskere vand reducerer dybvandsdannelsen
Klimaforsker Eirik Vinje Galaasen ved Bjerknessenteret i Bergen mener, det er bekymrende, at en så vigtig del af jordens klimasystem er mindre stabilt, end forskerne troede.
»Særligt fordi vi må forvente stigende temperaturer og dermed, at Nordatlanten bliver varmere og ferskere,« siger han til forskning.no.

Eirik Vinje Galaasen er førsteforfatter på det nye forskningsprojekt.
»Varmere klima og tilførsel af ferskvand kan reducere dybvandsdannelsen, og dermed går vi mod en tilstand, som vi beskriver i den varme periode under sidste mellemistid. Dengang ændrede cirkulationsmønsteret sig betragteligt gentagende gange,« fortsætter han.
Risiko for hurtige klimaændringer
I den nyeste rapport fra FN’s klimapanel er havcirkulationen i Nordatlanten blevet vurderet til at være ganske stabil med blot langsomme og gradvise svækkelser, mens de nye opdagelser fra Bergen peger i den modsatte retning.
Det er altså ikke usandsynligt, at vi må forberede os på hurtigere forandringer i klimaet end tidligere antaget.
Fire forskere fra Bjerknessenteret står bag arbejdet. Foruden førsteforfatter Eirik Vinje Galaasen består gruppen af Ulysses S. Ninnemann, Nil Irvali og Helga (Kikki) F. Kleiven.
Forskerne fra Bergen har også haft fagfolk fra England, USA og Frankrig inde over.
Derfor er cirkulationen vigtig
Cirkulationen i Nordatlanten er vigtig for klimaet både regionalt og globalt.
Dette skyldes, at en stadig og stabil dannelse af dybvand er nødvendig for, at havet for eksempel skal kunne opfange store mængder af karbon, altså fjerne både naturligt dannet CO2 og de stigende mængder, vi mennesker forurener med.
Hvis dannelsen af dybvand ændrer sig, kan havets CO2-optag fra atmosfæren blive reduceret. Det kan også give mindre indstrømning af varmt overfladevand til vores områder i nord og påvirke luftstrømme i atmosfæren.
»En konsekvens af dette kan for eksempel være mere tørke i dele af Nordafrika. Det kan også få en globalt opvarmende effekt af mere CO2, som ellers ville blive transporteret ned i dybhavet,« oplyser Eirik Vinje Galaasen. 
Geologiske ændringer kan være tegn på mere ustabile havstrømme

I de nordlige områder kan vi derimod opleve en svagt nedkølende tendens frem mod århundredskiftet, som kan reducere temperaturøgningerne en del her.  
»Det eneste, vi kan gøre for at modvirke, at Nordatlanten bliver mere ustabil, er at komme med tiltag, som forhindrer, at temperaturerne stiger væsentligt,« fortsætter klimaforskeren.
Ifølge Eirik Vinje Galaasen, ser det ud til, at der findes en tærskel, et såkaldt vippepunkt for, hvornår havstrømmene bliver mere ustabile, og ting begynder at ske.
»Vi ved ikke med sikkerhed, hvor dette vippepunkt er, men vores opdagelser viser, at der hurtigt skete store geologiske ændringer, da havet blev varmere og ferskere før i tiden,« siger Eirik Vinje Galaasen.
Forskerne analyserede sedimentkerner syd for Grønland
Det, Eirik Vinje Galaasen og hans kollegaer har gjort i deres undersøgelse, er med en simpel forklaring at analysere sedimentkerner på 30-40 meters længde.
Disse har Eirik operationen hentet op fra bunden af Nordatlanten lige syd for Grønland med et boreinstrument.
Forskerne har målt sammensætningen af karbonisotoper i skaller fra dyr, som levede på havbunden syd for Grønland for 116-128.000 år siden. De har desuden set på, hvilke arter der levede i overfladevandet.
Livet dengang fortæller forskerne om ændringer i saltindhold og temperatur, som er vigtigt for at sige noget om vandmassernes stabilitet.
Lag for lag kan forskerne dermed analysere sig frem til, hvor meget dybvand, der er dannet og har passeret. De studerer centimetertynde udsnit af sedimenterne i mikroskop. Vi kan kalde det en tidsrejse.
© forskning.no Oversat af Anna Bestle


气候突变

科学家们所说的气候变化,通常指的是气候渐变。也就是我们经常说的,地球在逐渐变暖,或者是气候在慢慢变暖。但现在已有证据显示地球上的气候系统有时更像一个会在瞬间变化的开关,即,而不是渐变的针盘
1什么能引起气候突编辑
气候系统之外的参数或强迫力的突然变化
气候突变
如由于某一冰川湖淡水突然涌入海洋,就可能改变北大西洋的表面环流,从而改变其临近区域的气候;火山喷发或大规模核战争也属于这一类。
[1-2]
外力的缓慢变化使气候系统越过突变的界限
如由于地球轨道周期性变化所引起的冰川及温暖条件的振荡范围较大,影响季节性太阳辐射分布,使厄尔尼诺、季风及全球大气环流突然改变。目前结果已经很明显,譬如菲律宾遭受的风暴。
气候突变
气候系统本身内部混沌过程产生的突然变化
热带海洋大气动力改变所造成的区域性或全球性后果。 总的说来,气候突变带有非线性和多重均势的特点。问题是现在的温室气体排放是否会引发气候突变?IPCC的模式也显示由于温室气体增多,可能在21纪内引起温盐环流的减慢,但是海洋环流不可能完全停止,因为它很大程度上由风力驱动,在任何气候情景中,风总是要吹动的,仍然会将亚热带的暖流带到北方。所以在现阶段只能说:全球变暖是事实,对社会有严重的威胁和可能的灾害性影响;古气候记录所显示的古代气候突变情况也是很严酷的,假如未来产生气候突变,也可能是很严重的。
2全球气候突变千年等一编辑
从冷到暖,再从暖到冷,地球气候的变化,真如我们一直以为的那样温吞吞、循序渐进地改变么?最新研究表明,过去的二十多万年中,老天爷也会经常喜怒无常这种冷暖干湿的气候突变事件1000年左右就会发生一次。228日出版的《自然》(Nature杂志刊登了南京师范大学地理科学学院汪永进教授率领的研究组的论文,他们对采集于湖北神农架洞穴内11支不同时期形成的石笋进行精确铀钍同位素测年。研究后发现,在过去的22.4万年中,东亚季风气候的干湿变化,以2.3万年为周期,随太阳辐射能量而同步变化。这个循环又被千年周期季风气候事件所打断,其频率与持续时间在冰期——间冰期旋回中极其相似,具可预测性。科学家发现,记载季风降雨的长期变化与太阳辐射变化周期同步进行,这一成果对古气候学界长期持有的滞后提出挑战。原来我们生存的地球对于太阳赐予的光和热,反应如此敏锐!每隔1000年左右,全球就会有一次气候突变,突然增温、降温,变得湿润,或是干旱。在高纬度地区,这种变化甚至可以在几十年中使一个地区的年平均气温起伏十几摄氏度。在我们生存的季风区域主要表现为显著的干湿变化。4000多年前的一次气候变干事件,使诸多古代文明消失或者迁徙。这个规律可能不适合推断18以后的气候变化,汪永进教授指出,业革命后,人类活动对气候的影响大大增强,现在很难把全球变暖都归结于人类的过失,不能排除气候本身变化的原因。
3气候突变与中华古文明的发编辑
进入全新世之后,人类文明有了突飞猛进的发展,世界各地先后进入新石器时代。其中8.0-4.0kaBP(距今4-8千年)是文明从酝酿到成熟的重要时期。这4千年中华大地,经过前仰韶文化8-7kaBP)、仰韶文化(7-5kaBP)、龙山文化(5-4kaBP),到公元前2070年,即4kaBP建立了夏朝,开始了古代史上艳称三代的夏、商、周三朝。这段时期的开始可能与8.2kaBP的冷事件有关,而结束则与4kaBP前后的气候突变有关。中华古明发展的第1时间标志是8kaBP。中原地区裴李岗文化和黄河下游的后李文化开始于6100BC,甘青地区大地湾文化、北方的兴隆洼文化开始于6200BC,均发生在8kaBP前后。新石器时代的标志是使用磨制石器及陶器的制作。但是也有一种观点认为农业的发展有重要意义。农业的发展促进了定居,这是文明发展的基础。大量的证据表明:中华古文明就是在8.2kaBP冷事件之后的大暖期中发展起来的。根据施雅风的研究,中国的大暖期约在8.0-3.5kaBP。那时年平均气温可能比现今高2℃以上。个别地区可能高的还要更高一些,中华大地气候湿润,有利于人类生存。
华古文明发展的第2时间标志是6kaBP前后。这是仰韶文化早期与中、晚期的交界。黄河下游北辛文化与大汶口文化交替、北方小珠山文化与红山文化交替、长江下游河姆渡文化与马家浜文化交替均发生在这个时期。有许多古气候资料表明这时有一段几百年的干旱期。例如南海沉积的盐度,盐度低表明大陆河流的径流量大,这反映大陆降水少。又如黄土高原d13C及有机碳总量也可以反映降水量。气候湿润有机碳总量高,d13C为更大的负值说明植被中树木对草原的比率高,这意味着降水量多、湿度大。从中国东北南部向西、经高原东部折向东、到华南的一个月牙带,在6kaBP前后有很多干旱的证据。
下一个古文明变化的标志时间是4kaBP这时中原龙山文化为二里头文化取代。山东龙山文化与岳石文化交替。甘青地区马家窑文化与齐家文化交替。北方富河文化与夏家店文化交替。长江中游石家河文化,长江下游良渚文化分别为盘龙城文化和马桥文化取代,但是大多数后继的文化质量不如早期,考古点范围、分度密度也有所下降。很可能一个主要原因就是持续性的干旱。
尧舜时期,处于考古学上的龙山时期,大体上在4.4-4.0kaBP。《史·夏本纪》记载:尧之时,洪水滔天4kaBP之前黄河有一次大的改道,由流经淮北苏北平原入黄海,改道纵贯河北平原入渤海。因此,很可能洪水滔天也同黄河的泛滥改道有关。历史学家徐旭生在《中国古代史的传说时代》一书中用了很大篇幅研究洪水。指出这个洪水期发生于公元前第三千纪的后期。正当尧舜时期。大禹治水之后二千年间洪水记载很少,甚至黄河也是一千多年后周定王(公元前7纪)时期才再次改道。有人认为这是治水的功劳,但是也有人认为这与4.2-4.0kaBP的气候突变,即由洪水转为干旱有关。
气候学
 地理学
 气候学
 气候
 水圈
 冰雪圈
 岩石圈
 生物圈





其他科技名
海洋科学
 海冰学
 海域
 海水
 层化
 
 
 
 位温
 等温线
 暖水舌
 冷水舌
 氯度
 盐度
 盐线
 等深线
 盐舌
 盐指
 位密
 
 潮混合
 跃层
 
 潜沉
 潜涌
 盐跃层
 逆置
 均匀
 
 






其他科技名
参考资料
·       1  科技  
·       2  地理信息系  
相关文献