科研人員利用化石大數據揭秘3000萬年前歐亞大陸氣候

漸新世（33.9–23.03Ma）是新生代地球演化歷史中非常獨特的一個重要轉折期，地球正經歷從始新世的「溫室」氣候向「冰室」氣候的快速轉變，通過研究這一關鍵時期的氣候變化可為預測未來全球氣候變化提供重要參考信息。

中國科學院西雙版納熱帶植物園熱帶森林生態學重點實驗室古生態組李樹峰等人和生物地理與生態學研究組星耀武，以及英國布里斯託大學等研究人員結合植物大化石數據和氣候模型進行了合作研究。該研究整合了漸新世歐亞大陸中高緯度地區149個植物大化石數據點，利用共存法重建了化石點的古氣候數據。通過對不同時期和地區的古氣候進行對比，分析了早、晚漸新世歐亞大陸不同地區的氣候差異，以及和現代氣候的對比分析。研究還對比了化石數據和英國布里斯託大學一系列HadCM3L模型模擬的漸新世氣候結果，分析了化石數據和氣候模型之間的差異。

研究結果表明：漸新世歐亞大陸中高緯度地區的年均溫範圍為5.4–25.5 °C，年降雨量範圍是338–2453 mm，該時期大部分地區的氣候類型和現代的亞熱帶季風性濕潤氣候相似。研究發現早漸新世和晚漸新世氣候較為相似；漸新世歐洲的氣候整體上比中亞和東亞更為溫暖濕潤，中亞是其中最為乾冷的地區。通過對漸新世和現代氣候的對比分析，結果表明地質構造運動（如副特提斯海退卻），是影響歐亞大陸漸新世以來的氣候演變的重要驅動因子。通過和不同邊界條件（如CO2和古地理）的HadCM3L古氣候模型對比，表明氣候模型和大化石數據在大的空間尺度上大體一致，但是氣候模型重建的溫度季節性差異明顯比化石數據要大（模擬的夏季溫度比化石數據高，冬季溫度低），尤其是在高緯度地區。結合其他相關研究結果，研究人員認為目前的氣候模型預測的氣候變化有很大的不確定性，如果全球氣候變暖，那麼未來北半球中高緯度地區的冬季溫度可能會比目前的模型預測的更高。另外基於年均溫的分析表明：CO2在560 ppmv以及1120 ppmv的模型和化石數據較為吻合，說明古氣候模擬中CO2濃度是一個重要影響因子，但有很大誤差，需要有更多研究進行校正。

該研究的一個重要創新之處是嘗試將化石數據與氣候模型結合，揭示了氣候模型對中高緯度地區溫度季節性差異預測的偏差以及古氣候模擬諸多邊界條件不確定性，可為預測未來氣候變化研究提供重要參考價值。相關成果以Oligocene climate signals and forcings in Eurasia revealed by plant macrofossil and modelling results為題在國際地學期刊Gondwana Research在線發表。該研究得到了國家自然科學基金委中英合作項目(No. 41661134049)、國家自然科學基金(No. 41772026, 41372035, U1502231)、中科院「率先行動」百人計劃C類（青年俊才）(No. 2016-062)、中科院南京地質古生物研究所現代古生物學和地層學國家重點實驗室開放基金(No. 153107)、中科院西雙版納熱帶植物園135項目(XTBG-F01)以及英國自然環境研究理事會(NERC)基金項目(No. NE/P013805/1; No. NE/K014757/1; NE/L002434/1)的支持。

歐亞大陸漸新世植物化石和氣候模擬溫度重建對比圖。第一行圖片為早漸新世；第二行圖片為晚漸新世。MAT、CMT和WMT分別為年均溫、最冷月均溫及最熱月均溫。灰色和黑色線分別為現在和漸新世海陸邊界線。實心圓代表化石氣候數據，底圖為氣候模擬數據。不同的顏色為溫度(℃)。

來源：中國科學院西雙版納熱帶植物園

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