古氣候研究始於近代歐洲，基於當地的地質現象，學術界發現了第四紀「冰期旋迴」現象，即過去數十萬年以來，地球氣候在溫暖的間冰河和寒冷的冰河時代之間來回振蕩，振蕩的周期約為10萬年。很多科學家猜測這與地球高緯度冰蓋體積漲縮有關係，這樣的理論被稱為是「高緯驅動」學說。
但是這一理論受到了中國科學家的挑戰，同濟大學海洋與地球科學學院副教授黃恩清的科研團隊論證了道爾效應就是全球季風的指標。所謂大氣氧氣同位素與大洋海水氧同位素的差值，稱為「道爾效應」 ，利用極地冰芯氣泡中封存的古大氣，以及表層海水地質記錄，同濟大學科學家提出了一個計算道爾效應的新方法，並由此發現在過去80萬年以來，道爾效應波動只有顯著的氣候歲差周期（2萬年），而沒有10萬年周期。10月7日，國際著名學術期刊《科學進展》在線發表了相關論文。這是「氣候低緯驅動」學說的一個重要學術進展。
本文合作者包括同濟大學海洋學院汪品先院士、王躍副教授、田軍教授和已畢業的本科生李詩涵，以及南京師範大學嚴蜜博士和自然資源部第二海洋研究所馬文濤博士。此項研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃的資助。
黃恩清在採訪中告訴記者，過去科學家認為每個地方的雨量是不一樣的，他們會重建每個地區季風的歷史，但後來發現它們有共同的規律，是一體變化的。地球上的氧氣有三種同位素，分別是氧16、氧17和氧18，氧17的量非常少，所以不在研究範圍內。地球上任何生物的呼吸都傾向於首先使用氧16。通過計算「道爾效應」，我們發現其中存在非常簡單的規律，它的波動周期只有歲差周期，而不是過去想像的10萬年周期。也就是說，高緯度的植被對大氣氧氣氧同位素的變化沒有什麼影響，海洋中的光合作用和呼吸作用是互相抵消的，只剩下低緯度的植被狀況可能與同位素變化有關係，而低緯度的植被是否茂盛和季風氣候的變化有關係，也就是和地球的雨量多少有關係。
所謂歲差，在天文學中是指一個天體的自轉軸指向因為引力作用導致在空間中緩慢且連續的變化。例如，地球自轉軸像一隻陀螺一樣，以大約26,000年的周期在太空中掃掠出一個圓錐。再加上地球公轉軌道偏心率變化的影響，它們會導致低緯度地區夏季接受到的太陽輻射出現變化，產生一個能量變化的動力，導致海洋輸送到陸地的水量發生約2萬年的周期性變化。
黃恩清介紹說，通過「道爾效應」的記錄，我們發現今天的人類身處地球季風偏弱的時間窗口中，總體降水量較低。如果我們去觀察6000年前的非洲，就能感受到強季風時代的各種表現。在撒哈拉大沙漠中有很多古人類活動的遺蹟，說明當時附近有很多水源，當時的尼羅河經常發生泛濫，古埃及就是依靠尼羅河的泛濫，產生了大量的耕地，孕育了高度的文明。
「氣候變化的研究就像套娃一樣，地質學家只能提供一個更大時間背景，讓普通人去理解今天的氣候變化，我們經歷的幾十年時間只是在特定漫長歷史時期中的幾十年。根據我們的研究發現，在季風偏弱的時間窗口中，未來水資源供應將成為人類社會面臨的巨大挑戰。」黃恩清說。（吳苡婷）
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