为了分析研究今天我们所面临的气候变化问题,需要对历史上的气候变化情况有所了解,以便于人们认识由于自然原因所引起的气候变化情况,并将其与人类活动导致的气候变化区分开来。为此,来自丹麦哥本哈根大学尼尔斯·波尔研究所的研究人员,分析了过去1.2万年中气候的自然变化情况,同时他们还回顾了过去500万年来的有关情况,以了解地球气候的主要特点。该研究成果将发表在由自然集团出版的多学科杂志《自然通讯》上。

　　地球的气候系统以大气、海洋、冰川和陆地生物圈之间复杂的相互作用为特征,其中陆地生物圈包括了地球上有动植物存在的部分。此外与大规模气候变化相关的天文因素也在其中发挥了一定的作用,比如促进冰河时期和间冰期之间的转变方面。

　　哥本哈根大学气候物理学副教授彼得·迪特莱芙瑟(Peter Ditlevsen)认为,我们可以将气候看作分形,也就是说,它的结构或模式可以在更小的版本中重复。研究人员分析研究了过去150年的温度测量记录;自从1.2万年前的上一次间冰期开始的格陵兰岛冰芯数据;距今80万至1.2万年前的南极冰芯数据;以及500万年前开始形成的海洋沉积物岩芯数据等有关信息资料。研究人员希望能够通过分析这些直接或间接的测量数据,来了解外界条件与气候变化之间的关系,并掌握对未来一段时间内的气候变化作出预测的方法。由于恶劣的天气可能对需要长期存在的建筑物的安全构成威胁,因而这种预测对于建筑物的安全评估非常重要,也有助于保证海上钻井平台或核电厂等设施的安全。

　　他们发现,某一特定时期的气候自然变化以一种由分形为特征的特殊方式取决于这一时期的长度。他们更进一步发现,在分形行为方面冰河时期的气候与现在温暖的间冰期气候有很大不同。冰川期的气候波动比间冰期的气候波动更大,曾有人猜测这可能是由于天文变化引起的,但是我们现在可以排除这一点了,因为冰河时期的大型气候波动与其他全球自然气候波动一样有着相同的分形方法。

　　研究人员认为冰川时期的气候变化可能是由于某些其他因素所引起的,比如现在仍然在影响地球气候的强大的洋流等。此外,冰山的溶解碎裂或者海冰的转移,都加大了气候剧烈变化的可能性。

　　会对地球气候造成影响的天文因素主要是太阳系中其他行星的引力,是通过影响地球围绕太阳公转的轨道,进而影响地球所受到的太阳辐射。另外,其他行星的引力也会影响地球的自转轴。地球自转轴的倾斜度在22度到24度之间波动,当其倾斜度达到24度时,夏天和冬天之间的气候差异将会非常大,这对冰川期和间冰期之间剧烈的气候变化有影响。事实上,我们可以看到冰河时期的气候是“多重分形”,以较为复杂多变的系统为特征;而间冰期的气候是“单重分形”,相对来说更为稳定。

　　了解气候的这种特性,有助于研究人员更好地区分自然和人类引起的气候变化,因为人类活动所引起的气候变化的表现形式,与自然条件变化所引起的气候变化的表现形式是不同的。

　　冰川时期和间冰期的气候状态差异也表明,如果人类活动对气候系统产生过多的影响,那么气候系统完全有可能发生突然巨大的变化。

　　(姚晓丹/编译)