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　　了解過(guò)去的氣候變化對(duì)于理解現(xiàn)代全球變暖的背景至關(guān)重要?；诘刭|(zhì)證據(jù)對(duì)全新世（始于11700年前，持續(xù)至目前的間冰期）期間的氣候重建數(shù)據(jù)表明，全球平均年溫度在10000到6000年前之間達(dá)到峰值，接著出現(xiàn)了降低趨勢(shì)，隨后該趨勢(shì)又在后工業(yè)時(shí)代逆轉(zhuǎn)。然而，全新世氣候的計(jì)算模擬顯示的是長(zhǎng)期以來(lái)氣候不斷變暖的另一種趨勢(shì)。Bova等人在《自然》發(fā)表的分析有效地將全新世氣候重建與計(jì)算模擬數(shù)據(jù)結(jié)合了起來(lái)。這一結(jié)果所提供的啟示對(duì)于我們對(duì)全新世期間氣候變化驅(qū)動(dòng)因素的理解，以及后工業(yè)全球變暖的大背景均具有重要意義。

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　　為了重建過(guò)去的氣候，科學(xué)家主要依靠替代性指標(biāo)（proxy）——特性可測(cè)量且與現(xiàn)代氣候參數(shù)相關(guān)的地質(zhì)資料。全新世早期的表觀溫度峰值（被稱(chēng)為全新世時(shí)期的熱最大值）是基于替代性指標(biāo)的全球綜合氣候重建的一個(gè)顯著特征（圖1）。這一峰值在計(jì)算模型中的缺失被稱(chēng)為全新世溫度難題，多年來(lái)一直困擾著氣候科學(xué)家。兩種方法的分歧被歸因于替代性指標(biāo)重建中的季節(jié)性偏差（即替代性指標(biāo)反映的是季節(jié)性溫度的變化，而不是平均年溫度的變化），以及建模方面的缺陷。值得注意的是，全球替代性指標(biāo)的綜合分析主要由海表溫度（SST）記錄決定，而這一溫度含有季節(jié)性偏差。

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圖1 | 校正氣候重建中的季節(jié)性偏差?？茖W(xué)家可以從地質(zhì)記錄中重建全新世（目前的間冰期，始于11700年前）期間的全球平均溫度。這些重建數(shù)據(jù)（藍(lán)線）顯示，海表溫度（SST）在10000至6000年前達(dá)到頂峰后下降，直至后工業(yè)化時(shí)期，溫度再度開(kāi)始上升。但是，全新世SST的計(jì)算模擬與這些重建不匹配。這可能是因?yàn)榈刭|(zhì)記錄具有季節(jié)性偏差——記錄反映的是季節(jié)性溫度的變化，而不是年平均溫度。Bova等人報(bào)告了一種量化和校正海洋地質(zhì)記錄中季節(jié)性偏差的方法，并用它來(lái)估算年平均SST（紅線）。校正后的數(shù)據(jù)與計(jì)算模擬結(jié)果相符，從而解決了該領(lǐng)域的一個(gè)長(zhǎng)期存在的難題。SST顯示為異常：參考時(shí)間間隔的SST與0到1000年前的平均SST之差。陰影區(qū)域代表一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)誤差的范圍。

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　　Bova和同事的新方法可以識(shí)別SST記錄中的季節(jié)性偏差，并從季節(jié)性SST中計(jì)算出年平均SST。它利用了末次間冰期（12.8萬(wàn)–11.5萬(wàn)年前）全球溫度適中，冰蓋較小和海平面比今天更高的特征。這個(gè)時(shí)期對(duì)于作者的目標(biāo)是有利的，因?yàn)槠涮?yáng)輻射（日照）的季節(jié)差異大于全新世，而改變氣候的其他因素（例如溫室氣體和冰）的影響則較弱，因此更容易發(fā)現(xiàn)季節(jié)性偏差。

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　　具體而言，作者采用的方法需要在對(duì)應(yīng)于末次間冰期的SST記錄中識(shí)別出季節(jié)性偏差，同時(shí)要求這些SST記錄與季節(jié)性日照之間的相關(guān)性要強(qiáng)于與年平均日照之間的相關(guān)性。然后計(jì)算這一時(shí)期SST記錄對(duì)季節(jié)性日照的敏感度，并將其用作基準(zhǔn)值以消除整個(gè)記錄中的季節(jié)性偏差，從而從該記錄中得出年平均SST。作者首先將他們的方法應(yīng)用于從巴布亞新幾內(nèi)亞?wèn)|北海岸外的一個(gè)海洋站點(diǎn)獲取的替代性指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行SST重建。通過(guò)將新方法應(yīng)用于這一區(qū)域過(guò)去30萬(wàn)年的計(jì)算模擬中產(chǎn)生的SST數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的年平均SST記錄得到了獨(dú)立驗(yàn)證——轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)與模擬中輸出的年平均SST相一致。

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　　之后，Bova等人又對(duì)之前發(fā)表的覆蓋末次間冰期和整個(gè)全新世的SST記錄進(jìn)行了綜合分析。這些記錄基于重建SST的兩個(gè)常見(jiàn)的替代性指標(biāo)：居住在海洋表面的單細(xì)胞海洋生物有孔蟲(chóng)的化石碳酸鈣殼的化學(xué)成分，以及由海藻合成并沉降到海洋沉積物中的、被稱(chēng)為烯酮的有機(jī)生物標(biāo)記物。作者發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)經(jīng)他們分析檢查的SST記錄確實(shí)是存在季節(jié)性偏差。

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　　在將存在季節(jié)性偏差的SST記錄轉(zhuǎn)換為年平均SST記錄后，Bova等人推斷，自早全新世以來(lái)氣候一直在變暖。也就是說(shuō)，沒(méi)有證據(jù)表明全新世在年平均溫度中有一個(gè)最大值（圖1）。他們表示，所謂的全新世的最高溫度可能是由全新世早期發(fā)生的北半球夏季日照高峰引起的季節(jié)性特征。

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　　作者通過(guò)替代性指標(biāo)記錄的綜合分析進(jìn)行的年平均溫度的重建，非常符合一項(xiàng)同樣反映了年平均溫度的全新世氣候的計(jì)算模擬，從而有效地解決了全新世的溫度難題。這讓Bova等人幫助揭示了全新世氣候變化的驅(qū)動(dòng)因素。他們發(fā)現(xiàn)，在全新世早期（12000-6500年前）發(fā)生的全球平均年溫度升高是因?yàn)楸w融化，而過(guò)去6500年中的溫度持續(xù)升高是由于溫室氣體濃度升增加。

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　　作者還發(fā)現(xiàn)末次間冰期的年平均溫度比他們對(duì)全新世溫度的估計(jì)值更穩(wěn)定，也更高。他們將其歸因于末次間冰期的溫室氣體濃度基本保持不變以及冰蓋的減少程度。最重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的年平均溫度超過(guò)了過(guò)去12000年的平均溫度，可能接近末次間冰期的溫暖程度。

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　　Bova等人在替代性SST重建中識(shí)別和修正季節(jié)性偏差的方法，現(xiàn)在也可用于其他不同時(shí)間尺度上的溫度記錄。這是他們研究的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楣艢夂蚩茖W(xué)家早就知道溫度重建可能存在季節(jié)性偏差，但一直沒(méi)有解決該問(wèn)題的方法。

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　　研究結(jié)果的一個(gè)局限在于，這項(xiàng)對(duì)替代性SST記錄的最新綜合分析僅限于全球北緯40°到南緯40°之間。研究特意排除了來(lái)自高緯度的替代性指標(biāo)記錄，因?yàn)槿狈δ┐伍g冰期的此類(lèi)記錄，同時(shí)這些區(qū)域靠近洋鋒，因此SST會(huì)受到海洋動(dòng)力學(xué)的影響。但是，鑒于高緯度發(fā)生的過(guò)程在許多氣候反饋過(guò)程中起著重要作用，將來(lái)可能需要將這些地區(qū)也納入分析。此外，這一新的綜合性分析僅納入了兩項(xiàng)替代性SST指標(biāo)。未來(lái)的工作應(yīng)包括更多基于其他溫度替代性指標(biāo)的記錄。不過(guò)，Bova等人的研究解決了困擾氣候科學(xué)家多年的難題，是該領(lǐng)域向前邁出的重要一步。

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