地質地球所揭示近百年氣候變暖疊加在500年周期暖相位上

　　全球氣候正在經歷的近百年變暖過程，被普遍認為「極其可能」是人類影響造成的。然而，目前全球氣候變化的格局，是在地質時期氣候長期演變背景下形成的。由於自然氣候系統的複雜性和模擬預估的不確定性，以及人類器測溫度記錄也僅有近百年的歷史，因此要客觀地認識百年來氣候變化的過程和規律，需要從更長時間尺度的自然氣候變化歷史中去了解：數千年來的氣候冷、暖變化，是否存在百年尺度的自然周期？今天的氣候變暖，是否疊加了自然周期的變暖過程？是否超過了自然周期變暖的幅度？  

　　中國科學院地質與地球物理研究所新生代地質與環境研究室呂厚遠學科組和國內同行近期在自然出版集團出版的《科學報告》（Scientific Reports）雜誌上報導了來自我國東北瑪珥湖5350年的沉積年紋層花粉記錄，揭示了氣候冷、暖變化存在約500年的自然周期，近百年來的全球氣候變暖，位於最近一次500年周期的暖相位上。他們的研究認為，即將開始的百年尺度自然氣候周期性變冷，有可能減緩人類影響全球變暖的趨勢。太陽活動的500年變化周期，可能是驅動自然氣候百年尺度周期性變化的主要因素。  

　　呂厚遠學科組利用東北龍崗火山區小龍灣瑪珥湖年紋層沉積具有準確定年的優勢，高解析度地分析、鑑定了5350年以來（到公元2005年止）小龍灣瑪珥湖周邊地區植物花粉種類的變化，揭示了適合寒冷氣候的松樹花粉和適合溫暖氣候的櫟屬花粉含量相互消長，呈現周期性變化（圖1）：松樹花粉增加和櫟屬花粉減少的峰值，指示的氣候最寒冷時期，先後出現在2700BC（BC指公元前）、2200BC、1600BC、1200BC、900BC、600BC、300BC、200AD（AD指公元）、700AD、1200AD和1800AD前後，約每500年出現一次寒冷期。花粉含量的譜分析結果也呈現出顯著的500年周期。約公元1830年以來開始的暖期，處在最近一次500年周期的暖相位上，今天已經達到暖相位峰值的位置（圖2），有進入冷相位的趨勢，有可能減緩人類活動導致的全球變暖。對氣候周期性變化驅動機制的進一步研究認為，太陽活動可能是驅動氣候500年周期性變化的主要因素。另外，即使不考慮中全新世以來的總體變冷趨勢，僅從最近一次的變暖幅度上看，約5350年以來，近一百年來的氣候變暖幅度並不是最高的。可以說今天的人類影響的氣候變暖，應該疊加了自然周期的變暖貢獻，而且總體變暖幅度可能還沒有超過自然周期最溫暖的幅度。 

　　該研究成果2014年1月9日發表在Scientific Reports上（Xu et al. 500-year climate cycles stacking of recent centennial warming documented in an East Asian pollen record. Scientific Reports, 4: 3611, DOI: 10.1038/srep03611）。中科院地質地球所新生代地質與環境研究室古生態學科組博士後徐德克為論文第一作者，呂厚遠和徐德克為共同通信作者。中科院南京古生物研究所、雲南師範大學學者參加了合作研究。本研究工作得到國家自然科學基金、科技部「973」計劃和中科院碳專項項目資助。 

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圖1 小龍灣瑪珥湖年紋層沉積記錄的5350年植物花粉變化（a）, 小龍灣地理位置（b），小龍灣瑪珥湖形貌（c） 

 

　　圖2 小龍灣瑪珥湖植物花粉第1主成分變化具有500年周期（a）,譜分析結果（b）