Nature：“全新世温度谜题”之争，南极海冰或是关键

　　全球年均温自全新世以来如何演变？如古温度指标集成结果所示，全球年均温在早中全新世有一个大暖期（距今9-7千年），随后全球变冷直至工业革命以来的再次全球变暖，还是如气候模型的模拟结果所示，全新世以来全球年均温持续变暖，至今未有定论。如果气候模型模拟正确，则用于研究古气候演变的古温度指标的指示存在偏差；如果古温度指示正确，那么用于气候变化未来预估的气候模型则存在系统性偏差。因此，“全新世温度谜题”是古气候学界乃至整个气候学界最为热门的研究课题之一。 

　　2021年1月，在国际顶级学术杂志《自然》发表的一篇文章中，美国新泽西州立大学Bova博士等假设距现代间冰期最近的上一个温暖的末次间冰期（Last Interglacial，距今12.8-11.5万年）不存在冰量和温室气体的变化，其全球温度的季节差异完全由不同季节的太阳辐射决定，并通过建立季节到年均温度的转换函数（Seasonal-to-mean Annual Transformation method，SAT），尝试剔除古海温指标中的季节性偏差，以此定量年均温的变化，最终得出全新世以来，全球年均温呈线性升高趋势的结论，验证了此前气候模拟的结果。该文章发表后得到了学界的高度关注，《自然》对该文的专题报道中认为，“全新世温度谜题”或已被解决。 

　　北京时间2021年12月2日0点，中国科学院青藏高原研究所张旭研究员和陈发虎院士在《自然》发表评论文章，对上述文章结论的可靠性提出了质疑。他们指出，Bova等人的工作忽略了气候系统内部反馈对间冰期气候演变的影响，夸大了太阳辐射对温度变化的贡献，因此结论并不可靠。 

　　Bova等利用SAT方法定量重建指标中季节信号的前提是，温度变化只受控于太阳辐射。在全新世，由于北半球冰盖融化以及大气温室气体上升，温度变化不能单纯归因于太阳辐射。在末次间冰期时期，北半球冰盖以及大气温室气体较为稳定，因此Bova等人认为，LIG的温度变化仅与太阳辐射有关。但是，这一前提假设并不准确。 

　　在末次间冰期时段，虽然冰盖和温室气体相对稳定，但两极海冰显著扩张。海冰变化作为一个典型的气候内正反馈过程，对局地乃至全球的温度变化都有显著影响（图一）。在现代气候学研究中，海冰因对全球变暖的迅速响应，一直被认为是一种气候快反馈过程。但是，在百年及以上时间尺度上，南极海冰的演变，由于其地理位置的特殊性，其实还受到气候系统慢反馈过程（即南极冰盖和大洋深部环流）的调制。因此，在利用SAT对末次间冰期时段温度指标中的季节偏差进行定量估计时，应先将南极海冰引起的温度变化剔除；否则，将会夸大指标中的季节偏差，导致全新世的年均温呈上升趋势（图二）。 

　　更值得注意的是，Bova等人用于支持其结论的气候瞬变模拟试验没有很好地考虑南极海冰演变的特性，导致全新世南极海冰的模拟结果与古气候重建结果不符。因此，如果气候模型无法正确重现这些对温度变化有显著影响的气候内反馈过程，例如南极海冰的演变，那么，将模拟结果作为一种评判并解释古温度指标意义的参考标准就变得牵强。 

　　该评论还指出，如果可以在SAT方法中合理考虑南极海冰变化对年均温度的影响，或将最终解决“全新世温度谜题”，这将为我们评估气候模型的可靠性以及定量气候系统内不同反馈过程对全球温度变化的贡献提供重要的参考。