为什么全球变暖的区域差异至关重要
科学家使用气候模型来模拟过去的气候，以确定其变化的方式和原因。由于人为气候变化，不可能将模型直接应用于未来，因为边界条件已经发生了变化。“因此，我们必须模拟过去才能测试模型。因此，对末次盛冰期(LGM)的气候进行模拟对于气候模型的评估非常重要。”第一作者卢卡斯·琼克斯(Lukas Jonkers)说道，并补充说盛冰期提供了一个很好的测试场景。“因为自那时以来地球变暖的程度通常可以反映我们对未来的预期。”
尽管之前的研究表明，末次盛冰期至今全球气候的总体变化在模型和古气候重建之间相当一致，但影响生态系统和栖息地并直接影响人类社会的空间温度模式尚未得到充分考虑。
新方法基于基本的宏观生态原理
为了检查模拟是否提供了过去气候的准确图像，研究人员将它们与基于化石的重建进行了比较。这两种方法都具有一定程度的不确定性。那么，当两者出现分歧时，是模拟的问题还是重建的问题呢?为了能够更好地测试和评估气候模型，MARUM 的 Lukas Jonkers 博士和他的合著者设计了一种新方法，现已在《自然地球科学》杂志上发表。通过应用基本的宏观生态学原理，该方法减少了传统重建方法的不确定性。这个原则是，物种群落距离越远，它们的差异就越大。一个众所周知的例子是植被随着海拔的升高而变化。
“在海洋领域，我们看到了物种群落之间相似性减少的相同模式。我们从赤道向两极移动得越远，物种的变化就越大，”琼克斯说。“在海洋中，这种相似性的降低与温度密切相关。因此，如果气候模型正确预测了过去的温度，那么当我们将模拟的过去的温度与化石物种群落进行比较时，我们应该观察到随着温差的增加，相似性下降。” 因此，研究人员可以利用盛冰期的浮游生物分布数据来评估末次盛冰期的模拟温度是否可以重现我们今天观察到的组合相似性下降的相同模式。
在他们的研究中，国际团队调查了来自 7 个地点的 2000 多个浮游有孔虫物种组合。浮游有孔虫是广泛分布的海洋浮游生物，生活在所有海洋的上水层。当它们亡时，它们的小壳会沉入海底并保存在沉积物中。
研究小组发现，冰河时代数据中物种相似性下降的模式与现代浮游生物中观察到的不同。他们将此解释为模拟温度并不代表真实冰河时代温度的证据。
“我们的分析表明，北大西洋的模拟温度太温暖，而全球范围内的温度太均匀。新的模拟使用较弱的海洋环流，向北方输送的热量较少，导致北大西洋温度较低，更符合这一模式，”卢卡斯·琼克斯解释道。其根本原因与大西洋经向翻转环流和冰海相互作用的强度有关。研究人员得出的结论是，新方法使模型比较更加可靠。新的模拟还表明，这些模型原则上可以正确计算上一个高冰河时期的温度模式。作者团队表示，这表明如果考虑到正确的过程，未来也有可能正确预测空间温度模式。
更加重视气候变化的空间影响
“全球气候变化将对不同地区产生不同的影响。这很重要，因为我们的社会和生态系统取决于我们周围发生的事情”，Jonkers 总结道。“我们的研究强调了调查气候变化的空间影响的必要性。当我们谈论将全球变暖限制在 1.5 度之内时，这一点很重要，因为这个值仅指全球平均水平。”
该出版物是联邦教育和研究部 (BMBF) 资助的 PalMod 气候建模计划的一部分。在这一倡议下，研究人员正在努力破译过去 13 万年的气候，以便预测未来的气候。他们的目标是了解模型的范围及其所依据的参数，并对未来做出更好的预测。
该研究是不来梅大学(MARUM 和地球科学学院)和奥尔登堡大学的研究人员在“洋底 - 地球未知界面”卓越集群框架下合作努力的结果。来自阿尔弗雷德韦格纳研究所亥姆霍兹极地与海洋研究中心波茨坦和不来梅港、以及南方海洋科学与工程广东实验室珠海(中国)和俄勒冈州立大学()的科学家也参与了这项研究。
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