“利用复杂气候模型，我们对过去三四万年的气候瞬变进行模拟实验，首次证实地球轨道的变化可以直接触发气候突变，系统论证了地球轨道变化对气候突变的双重调节控制。”11月4日，中国科学院（以下简称中科院）地球科学卓越创新中心、青藏高原研究所研究员，兰州大学教授张旭告诉科技日报记者。
这项研究为理解更新世气候突变事件的触发机理提供了全新的动力模型。相关研究成果在线发表于《自然·地球科学》杂志。
约270万年前，随着北半球大陆冰盖的逐渐发育，气候系统开始经历以万年尺度为周期的冷暖交替，即我们熟知的冰期—间冰期气候旋回。在冰期气候背景下，全球气候频繁出现千年尺度的气候突变事件。20世纪80年代，有学者指出，气候突变的主要原因与大西洋经向翻转环流的变化有关。
“这一观点在30多年的持续研究中得到普遍认可，但对其触发机理存在多种推测。有学者提出，其可能与海洋环流的内部变率有关，或是由冰盖或者海冰的消融所致。还有学者指出大气二氧化碳浓度和南半球西风带也起到积极的作用。但这些推测主要集中在地球系统的内部因素。”张旭介绍。
以往的大量研究已证明，地球轨道变化可通过气候内部因素的变化（例如冰量变化）调节控制气候突变事件的发生，即轨道对气候突变存在间接调节控制。
为此，研究人员首先开展了过去4万年至3.2万年的气候瞬变模拟实验。在实验中，研究人员仅将地球轨道参数作为变化量，而如冰量、温室气体等其他所有的环境变量均保持恒定，以此检验地球轨道变化是否可以直接触发大西洋经向翻转环流的突变。
实验结果显示，大西洋经向翻转环流出现了类似于气候记录中的千年尺度震荡，相应的温度和降水变化也与气候记录有较好的一致性。“中国黄土、石笋、湖泊清晰记录了千年尺度的突变事件。这些突变事件对我国自然环境产生了重大影响。我们在复杂气候模型中首次证实了地球轨道变化可直接驱动气候突变。”中科院院士、中科院青藏高原研究所所长陈发虎强调。
随后，研究人员又进行了轨道参数的单一强迫实验，即仅改变地轴倾角、离心率和岁差，进一步定性不同轨道参数变化对气候突变的影响。
研究发现，岁差的变化可通过影响北半球低纬地区的夏季太阳辐射，调节大气水汽从大西洋向太平洋的输送强度，进而调控北大西洋的海表盐。
