人类的行星尺度环境强迫继续进行,并且各个地球系统组成的成分在越来越多地与变化条件有关。因此,后旧世地球仍在发展,最终的全球环境条件仍然不确定。古气候研究表明,地球以前在温暖时期(6,7)中以相应不同的生物圈状态经历了很大的无冰条件(6,7)。显然符合人类的利益,避免将地球系统扰动到可能会如此明显地改变全球环境条件的程度。冰盖只是许多其他地球系统尺寸的全系统变化的指标。行星边界框架框架描述了已知的生物物理和生化系统和过程,这些系统和过程已知,这些系统和过程在范围内调节了地球状态,这些范围是历史上已知的,并且在科学上很可能维持地球系统稳定性和生命支持系统,并有助于人类的福利和社会发展。
1科隆大学地球物理与气象学院,阿尔伯斯·马格努斯 - 普拉茨1,科隆,50923,德国。2科隆大学史前研究所,阿尔伯斯·马格努斯 - 普拉茨1,科隆,德国50923,德国。3卡尔斯鲁厄理工学院气象学和气候研究所,沃尔夫冈 - 加吉·斯特拉斯1号,卡尔斯鲁赫,德国76131。4古气候动力学,Alfred Wegener Institute,Helmholtz极性和海洋研究中心,AM Handelshafen 12,Bremerhaven,27570,德国。5高山古生态学和人类适应小组,藏族高原地球系统的国家主要实验室,中国科学院,编号16林肯路,北京,北京,100101,中国。1*科隆大学地球物理与气象学院,阿尔伯斯·马格努斯 - 普拉茨1,科隆,50923,德国。
地球的极地区域处于环境和气候变化的最前沿。一个明显的例子是由于1979年至2021年的极地扩增,北极夏季冰的加速损失[1]。下降的海冰导致空前的海洋生态系统变化[2],对食物网和生物多样性产生了复杂的生态后果。从亚北方太平洋和北大西洋水域进入北极海洋的温暖和新鲜的海洋对流正在支持北部的北方物种,这一过程称为北极化[3]。为了为未来的气候条件做准备,资源和政策经理需要有关可能发生的变化的信息。与地质和冰核记录相结合的气候历史记录,物理,生物学和化学档案(图1)为海洋,大气和生物系统如何响应过去的气候变化,为海洋,大气和生物系统提供了证据。我们重点介绍了四个关键的研究主题,在这些研究主题中,古气候数据可以改善我们对过去,现在和未来环境变化的驱动因素。
摘要。这项研究评估了导致热带Zongo冰川(16°S,Bolivia)的气候条件达到17世纪后期的最大冰河时代(LIA)。我们对年度表面质量平衡进行了敏感性分析,以通过从古气候代理中获得的信息和对过去冰川质量的敏感性研究限制的物理一致的气候场景。与当前气候相比,这些情况受到1.1 K冷却的约束,年度沉淀增加了20%。使用SHU FFL ED输入数据构建了季节性降水的变化:空气温度和相对湿度,降水,风速,输入的短波辐射通量,并使用分布式能量平衡模型进行评估。如果获得接近冰川范围质量平衡平衡的条件,则认为它们是合理的。的结果表明,在1.1 K冷却和年度沉淀增加约20%上,只有两个季节性降水模式可以使LIA平衡:整个一年中均匀分布的降水事件和潮湿季节早期发作。
摘要。这项研究评估了导致热带Zongo冰川(16°S,Bolivia)的气候条件达到17世纪后期的最大冰河时代(LIA)。我们对年度表面质量平衡进行了敏感性分析,以通过从古气候代理中获得的信息和对过去冰川质量的敏感性研究限制的物理一致的气候场景。与当前气候相比,这些情况受到1.1 K冷却的约束,年度沉淀增加了20%。使用SHU FFL ED输入数据构建了季节性降水的变化:空气温度和相对湿度,降水,风速,输入的短波辐射通量,并使用分布式能量平衡模型进行评估。如果获得接近冰川范围质量平衡平衡的条件,则认为它们是合理的。的结果表明,在1.1 K冷却和年度沉淀增加约20%上,只有两个季节性降水模式可以使LIA平衡:整个一年中均匀分布的降水事件和潮湿季节早期发作。
记录季节性温度周期是减轻与未来温暖世界中极端天气事件相关的风险的重要一步。中期温暖时期(MPWP),3.3至3.0 milion,特征是工业前水平高约3°C的全球温度。它代表了定向古气候重建的理想时期,等效于在中等共享的社会经济途径SSP2-4.5下对2100的模型预测。在这里,向北海的化石软体壳进行了季节性团块的同位素分析,以测试上新世模型的比较项目2结果。联合数据和模型证据显示,与冬季相比,MPWP期间( + 2.5°±1.5°C)增强了夏季变暖( + 4.3°±1.0°C),相当于未来气候的SSP2-4.5结果。我们表明,全球变暖的北极扩增会削弱中纬度的夏季循环,同时加强了温度和降水的季节对比度,从而增加了夏季热浪和欧洲未来其他极端天气事件的风险增加。
淡水输入的关键位置驱动大西洋子午倾覆(AMOC)放缓及其气候反应尚无定论。使用最先进的全球气候模型,我们进行淡水软管实验,以重新检查AMOC敏感性及其气候影响。irminger盆地是额外淡水通量的最有效区域,导致最大的AMOC弱化。尽管全球温度和降水反应是相对均匀的,次洲互惠的反应(尤其是在北部纬度)是异质的。在高纬度地区,海冰对淡水通量的反应和相关的冰 - 阿尔贝托的反馈决定了温度的变化。在热带和热带区域中,温度动力学是通过大气循环和海洋热传输来塑造的。降水显示由于表面湍流变化以及热带收敛区(ITCZ)的南部运动而导致的季节性和区域变异性。气候极端的广泛异质性强调了监测与AMOC放缓相关的淡水释放区域的需求。这些发现对理解古气候和未来的AMOC影响具有重要意义。
记录季节性温度周期是减轻与未来温暖世界中极端天气事件相关的风险的重要一步。中期温暖时期(MPWP),3.3至3.0 milion,特征是工业前水平高约3°C的全球温度。它代表了定向古气候重建的理想时期,等效于在中等共享的社会经济途径SSP2-4.5下对2100的模型预测。在这里,向北海的化石软体壳进行了季节性团块的同位素分析,以测试上新世模型的比较项目2结果。联合数据和模型证据显示,与冬季相比,MPWP期间( + 2.5°±1.5°C)增强了夏季变暖( + 4.3°±1.0°C),相当于未来气候的SSP2-4.5结果。我们表明,全球变暖的北极扩增会削弱中纬度的夏季循环,同时加强了温度和降水的季节对比度,从而增加了夏季热浪和欧洲未来其他极端天气事件的风险增加。
在当代的叙述中,吴哥经常被描绘成一个失落的城市,被热带植被的无情侵占所吞噬,使雄伟的文明的观念永存,屈服于自然界的压倒性力量。一些理论提出政治力量导致吴哥的垮台,但经验证据支持这样的观念,即随着时间的推移,气候变化可能与吴哥的使用变化有关。为了解决这个问题,我使用了古气候代理,这些代理来自各种各样的来源,包括树环,辣椒样品和花粉样品。这些代理是理解吴哥帝国高度和下降期间环境条件的宝贵工具。我希望揭开气候波动和十四世纪吴哥社会的变化之间的复杂相互作用。通过比较从历史记录,考古发掘和气候重建中收集的见解,我的目标是在面对环境挑战时找到指示脆弱性或韧性的模式。这种多学科的方法使我们能够将气候变异性在更广泛的吴哥风景框架中的影响背景下,从而阐明了导致其最终灭亡的复杂因素。
摘要:沉积脂质池由无数个单个成分组成。由于它们对有机碳固换的重要性及其在古气候和地球生物学重建中的应用,因此已经研究了数十年来的构图,但仍缺乏对其组成的总体看法。在某种程度上,这种不确定性与沉积物脂质的不同来源有关,它们都可以通过沉积物从上覆的水柱中传递,但也可以由沉积物居住的生物在原地中产生。另一种不确定性与脂质组之间的保存程度不同,并且相对于其他有机物。在这里,我们使用高分辨率质谱法对黑海中的沉积脂多组进行了不靶向的分析。除了发现了浮游植物衍生的化石脂质外,还发现了一套多种多样的鞘脂,占沉积性脂质体的约20%。这些鞘脂是由沉积性厌氧菌在原位产生的,厌氧菌可能使用鞘脂代替磷脂,这可能是由于缺氧沉积物中磷酸盐的缺乏。我们的结果表明,尽管浮游植物衍生的脂质贡献了50-60%的沉积脂肪组,但可能会忽略了细菌脂质的重要性,尤其是原位产生的鞘脂。