古气候模拟中古地理边界条件重建的不确定性研究

随着气候模式在古气候研究中的应用越发广泛,更加准确的古地理边界条件重建成为研究深时气候变化机制的关键,而古地理边界条件重建过程中的不确定性却少有人关注。本研究基于古海陆分布、古海深、古地形重建方法及资料选择,研究古地理边界条件重建过程中的不确定性以及其对气候模式模拟结果的影响。结果显示,重建过程中板块运动模型的选择、海陆分布的修正、海洋洋壳年龄数据的更新、大洋深度—洋壳年龄关系模型选择、沉积物模型选择以及古地形高度代用指标的选择都会导致不同的古地理边界条件重建结果。更重要的是,这种古地理边界条件的差异会进一步影响模式模拟结果中的温度、盐度以及洋流等重要的气候环境变量。这表明重建气候模式中古地理边界条件时需根据具体需求合理选择重建资料,同时也需基于密集和可靠的代用指标进一步优化重建资料,从而减少古地理边界条件对古气候模式结果可靠性的影响。

始新世大洋环流模拟的模式依赖性

随着模式的复杂化和多元化发展,国际上不仅组织了现代气候模拟的模式比较计划,也开展了古气候模拟的比较计划。在模式比较计划中,如何有效处理模式间的差异和剔除模式依赖性已成为重要问题。本项研究基于国际深时多模式比较计划(DeepMIP)中的始新世大洋环流模拟结果,选取pCO_(2)倍增试验、模式参数化、古地理边界条件这3个案例,深入分析模式依赖性如何影响古气候模拟结果和模式之间差异性,归纳和总结古气候模拟研究中模式依赖性产生的可能原因。结果显示,部分模式的关键变量对驱动因子响应过于敏感、模式参数化方案过于简单、模式中对古地理边界条件表达的欠准确性均可导致模式依赖性的产生以及模式之间显著差异。这表明在分析数值模式结果时,需要参考多模式结果,并特别关注模拟结果变化的各个环节,从而减少模式依赖性的干扰,增加模拟结果的准确性,以便于更加准确认识气候环境演变过程。