最新的电脑模拟温室效应的研究显示:在今后30年内,全球的气温将上升5°C,而在近极地地区,气温则可能上升12°C。自上次间冰期以来,这个计算出的升温幅度是最大的。过去,绝大多数的全球气候模型仅仅基于这么一个推断,即大气中CO2的浓度增大是时断时续的,而不考虑这一增大是持续的。因此,以往的模型就可能导致全球和地区性气候变化预测的错误。然而,正是以往的意外温暖或气温异常升高的实例,有助于我们探知将来温暖天气的特性,而且能提供必需的资料以检验新的电脑模型是否能胜任预测日后变化快速的气候。
Dansgaard提供的有关来自南格陵兰的冰核资料,集中讨论了10,700年前标志气温波动结束的快速升温。这个气温波动在格陵兰地区表现为气温的幅度为5 ~ 6°C的浮动,也是在过去的冰河期间一系列明显的波动的最末一次。该次升温的研究成果,足以在相当程度上解释全球性冰期、间冰期间的升温。有关的证据资料主要在西欧的沼泽、沉积湖的花粉研究和在格陵兰的稳定同位素的研究中获得。同时,在加拿大西部也能找到当时升温的遗迹。因此,Mercer假设,那次升温是受北大西洋影响的地区性事件,而并非是全球性的。但事实上,早在Dansgaard所指出的时间以前,升温已在南极洲开始。
Dansgaard提供了10,700年前气温波动结束时期的格陵兰冰中的稳定同位素和粉尘成分的详细报告。该报告明确地将升温经历的时间限定在20年中。并且,他比较冰块中18O和氘含量的变化,估计了温度升高的可能热源。该热源位于海洋地区,由水汽饱和凝结在冰块上从而提供热量。
由于那段时期的温度变化迅速,所以有理由认为冰期的大西洋海域存在一个气候的双稳态特征,即似乎在北大西洋具有类似双稳态多谐振荡器的作用机制。Broecker认为,可能就是由于决定北大西洋底海水总量的“调控开关”引起了10,700年前的和此前冰期的气温波动。而海水量的来源之一是由冰块融化得到的低温淡水。Dansgaard的北极冰缘北退的说法,描绘了大量热流涌入高纬度以及北大西洋海水汽化速度得以强化的作用过程,这两个过程均有助于北大西洋洋流进入一个强化状态。
虽然外界作用因素尚未搞清,但可以肯定,一旦升温过程开始,各种反馈机制会使极地冰缘北退的效果得以放大。这些放大作用表现在;南方的温度梯度减小;北大西洋原先由冰覆盖的地区反照率减小,水体表面营养物含量增长而引起CO2产率增加。但是,有证据显示,在气温波动期间CO2浓度锐减。而最近对来自南极的Byrd冰核的分析,没有显示有如此的变化,这些互相矛盾的发现很难与快速的全球大气混合这一说法以及其它的更深入的证据相吻合。
10,700年前的气温波动与我们现今面临的温室效应引起的升温有何关系?显而易见,11,000年前的作用情况与现在的情况迥然不同。虽然北美和斯堪的纳维亚半岛仍为广阔的冰雪所覆盖,但入射阳光分布范围很不相同。我们应能理解北大西洋深海海水形成速度的变化如何与那些重大的气温变化有牵连,因为这一变化过程有可能减缓,也可能加剧温室效应引起的温度变化,尤其在北大西洋地区。总之,我们有理由预见到将来由CO2含量引起的所谓“超级间冰期”。
冰核,可能就是我们得到证据的唯一来源。这些证据可以用以再现过去气温快速波动的重要细节,也可用以认识先前的“冰——洋——大气”系统的变化规律,从而有助于我们辨明外界的影响因素。正是基于这种认识,一个国际间的研究计划正有待开展,这项计划将开凿格陵兰冰地的中心。开凿地点选在“Summit”,因为这里能提供北半球最为久远(约200,000年前)的古气候资料。欧洲、美国的研究队伍在本夏季开凿,于1992年预计能接触3.1公里深的基岩。冰核每20公里远就单独取样,这项研究计划将开创一个崭新的局面,使我们得到更为精确的古气候资料。
[Nature,1989年6月15日]