太陽(yáng)輻射是地球氣候系統(tǒng)的主要熱量來(lái)源，深刻影響地球氣候。然而，在探索百萬(wàn)年級(jí)別的長(zhǎng)期氣候變化時(shí)，人們常常忽略外強(qiáng)迫即地球入射太陽(yáng)輻射量的變化。這主要是由于地球軌道參數(shù)即偏心率、斜率和歲差及其約束的地球入射太陽(yáng)輻射量在第四紀(jì)以及更長(zhǎng)時(shí)間尺度的地質(zhì)歷史似乎并無(wú)顯著的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)。然而，若從能量守恒的基本原理角度考慮，地球入射太陽(yáng)輻射量的微小變化會(huì)擾動(dòng)氣候系統(tǒng)的能量平衡，對(duì)長(zhǎng)期氣候變化的貢獻(xiàn)不容小覷。為驗(yàn)證太陽(yáng)輻射量與長(zhǎng)期氣候變化的潛在關(guān)系，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所研究員金章東課題組聯(lián)合國(guó)內(nèi)的科研人員，聚焦第四紀(jì)的長(zhǎng)期降溫趨勢(shì)，從能量守恒的角度入手，結(jié)合古海學(xué)記錄和模式模擬，開(kāi)展了研究。該工作匯編了全球海水表層溫度（SST），重建了過(guò)去2Ma（百萬(wàn)年）的SST距平堆疊曲線。結(jié)果顯示，在2Ma-0.94Ma，全球平均SST下降了約2.34°C。在此期間，平均大氣CO2僅下降約20ppmv。同時(shí)，已有研究表明，極地冰蓋生長(zhǎng)的正反饋過(guò)程如地表反照率增加等不足以驅(qū)動(dòng)同期的長(zhǎng)期降溫。因此，需要有其他驅(qū)動(dòng)機(jī)制來(lái)揭示第四紀(jì)的長(zhǎng)期降溫演變。為了量化入射太陽(yáng)輻射對(duì)氣候的長(zhǎng)期影響，該研究引入了新的指數(shù)——年平均太陽(yáng)輻射量距平積分（IAMIA）。IAMIA反映了在特定時(shí)間段內(nèi)，年平均太陽(yáng)輻射量與其“正常”周期之間的累積偏移量。研究發(fā)現(xiàn)，IAMIA在935ka（千年）發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變，指示了太陽(yáng)輻射量從之前的持續(xù)正異常轉(zhuǎn)變?yōu)橹蟮某掷m(xù)負(fù)異常。同時(shí)，這一轉(zhuǎn)折與SST記錄觀察到的“900-ka冷事件”相吻合。此外，2000ka-935ka的IAMIA持續(xù)減小，與同期全球SST的降低一致?；谒固胤?玻爾茲曼定律的理論計(jì)算以及模式模擬結(jié)果，支持了太陽(yáng)輻射的持續(xù)微小變化可能通過(guò)海洋熱含量的累積效應(yīng)，驅(qū)動(dòng)了第四紀(jì)的長(zhǎng)期降溫趨勢(shì)，從而為兩半球冰蓋在第四紀(jì)快速生長(zhǎng)提供了先決條件，并為中更新世氣候轉(zhuǎn)型的發(fā)生提供了有利條件。近日，相關(guān)研究成果以The potential role of insolation in the long-term climate evolution since the early Pleistocene為題，發(fā)表在Global and Planetary Changes上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基金的支持。論文鏈接全球SST數(shù)據(jù)匯編