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人类活动强化澳洲南极反常气候

http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20102221016484948720.shtm

当澳大利亚的西部变得干旱，南极洲的拉奥冰帽似乎便要下大雪。

（图片提供：Tas van Ommen）

研究人员最近发现了澳洲大陆西南角与南极东部地区一个有趣的气候关系。一旦前者经历了一场干旱，后者往往便会大雪纷飞。更让人意想不到的是，一些气候模型显示，人类的活动能够强化这一联系。

在对采集自拉奥冰帽——Poinsett角附近的一处冰原，位于澳大利亚西南端的正南方 ——的南极冰芯进行了将近30年的研究后，科学家注意到了这一联系。研究人员发现了证据，表明这一区域在几十年的时间里经历了不同寻常的大量降雪。他们同时还知道，澳大利亚西南部在同一时间段发生了几次严重的大旱。

因此研究人员——位于塔斯马尼亚岛澳大利亚南极局的气候科学家Tas van Ommen和Vin Morgan——对采自拉奥冰帽的750年来冰芯记录进行了分析。他们随后将这些冰芯记录与旨在测量澳大利亚西南部降水模式的气象记录，以及南半球过去 40年来的大气环流模式进行了对比。研究人员发现，拉奥冰帽的降雪量变化情况能够反映澳大利亚西南部约40%的降雨量变化。研究人员在本周的《自然—地球科学》网络版上报告了这一研究成果。van Ommen表示：“这种联系真的很明显。”

更有趣的是，在过去几十年中，拉奥冰帽的降雪模式似乎得到了强化。van Ommen指出，这种模式“是如此的与众不同，我们相信它不在自然变化的范畴之内”。他强调说，这是因为与澳大利亚西南部的这种联系“暗示着干旱的发生同样也是不同寻常的”。

实际上，气候模型预测显示，这样反常情况的出现与人类在上个世纪向大气中排放的二氧化碳气体有很大的关系。根据这些模型，高水平的二氧化碳气体，加上大气层中臭氧的减少，在南大洋上空产生了一个大气环流模式，从而将更加干燥的空气带到澳大利亚西南部的农业地区，并使拉奥冰帽降下更多的雪。然而根据这一模型显示，随着二氧化碳气体的增加以及臭氧的减少，正常的循环将被打断，这便发生了人们现在所看到的情况。

美国博尔德市科罗拉多大学的气候科学家James White表示，这是人类活动影响区域气候的“一个非常扎实的证据”。擅长于北极研究的White表示：“每次当人类造成不同寻常的气候变化时，是否真的就会出现非常奇怪的气候，我还不敢打包票。”（来源：科学时报群芳）

较快形成冰川的佐证

http://news.sciencenet.cn//htmlnews/2010/2/228593.shtm

在末期冰川的时候，海平面在最后的暖间期（12.5万年之前）至末次盛冰期（大约2万年前）之间下降了约130米。在该阶段中，海平面遵循着一种进行性但又不规则的下降，其中伴有多次剧烈但仍定义模糊的海平面的上下起伏。如今，一篇新的研究显示，在8.1万年前，海平面实际上比现在所处的水平要高出一米以上，这一结果看来与冰原生长的流行理念是不一致的。由于海平面的上升和下降是与大型冰川的融化和形成相对应，因此这一发现意味着在8.1万年前的极地的冰原要比现在小，而且全球的温度至少与现在一样高（或甚至更高），即使当时在大气中的二氧化碳浓度要低得多。为了得出这些结论，Jeffrey Dorale及其同事对西班牙的一个叫做马略卡岛（Mallorca）上的某一洞穴构造进行了测量，该洞穴在过去的几十万年中曾经间歇性地淹没在地中海里。他们的数据提示，冰川可能比专家所认为的增长或缩小要来得更快；如果得到证实的话，本研究的结果将会改变有关冰川期究竟是如何出现和消失的辩论。据 Dorale及其同事的说法，被人们所普遍接受的为期10万年的冰川期可能终究还是不符合冰川的实际情况，而仅仅只适用于二氧化碳的水平、甲烷的水平以及被极地冰盖所记录的温度。在一篇文章中，R. Lawrence Edwards更为详尽地解释了这些数据。

《科学》：化肥正在酸化中国土壤

近30年pH值下降0.13到0.80个单位

http://news.sciencenet.cn//htmlnews/2010/2/228596.shtm

一位中国农民正在向她的庄稼中添加氮肥（图片提供：张福锁）

中国一直在为用地球上7%的耕地养活全世界1/5的人口而奋斗。如今，中国经济快速发展所带来的一些副作用也正在构成新的挑战：空气以及水质的污染，城市化对农田的蚕食，所有这些都在威胁着中国人的耕地。如今，一项新的研究又将不符合自然规律的土壤酸化加入到这份名单当中，而这正是缘于过去30年中对化肥的过度使用。

据美国《科学》杂志在线新闻报道，土壤的pH值对于植物生长是至关重要的。大多数农作物都会在中性——即pH值等于7——或微酸性土壤中茁壮生长。而一旦土壤的pH值下降，其所带来的疾病和害虫将阻碍植物的生长。并且强酸环境还会加速有毒金属向周围水体的滤出。因此当土壤pH值开始下降——就像如今在中国发生的情况一样，科学家便开始着急了。

北京市中国农业大学的土壤科学家张福锁和同事对这种土壤酸化的趋势进行了研究。他们将上世纪80年代进行的一次土壤勘测的结果与过去10年的测量结果进行了对比。研究人员同时还搜集了过去25年来对中国农业地区进行严密监测所获得的数据。研究人员在2月12日出版的美国《科学》杂志上报告说，从上世纪80年代早期至今，几乎在中国发现的所有土壤类型的pH值都下降了0.13到0.80个单位。张福锁表示，这种规模的pH值下降“通常需要几十万年的时间”。

这篇文章指出，这种大规模土壤酸化可能会威胁到农业生产的可持续发展，并会影响营养物质的生物化学循环以及土壤中的毒性成分。文章显示，在中国，氮肥的使用率——特别是对于谷类作物和诸如在温室系统中生长的蔬菜类经济作物而言——与北美和欧洲相比都显得相当高。

在自然界中，酸性土壤占全球没有冰覆盖的土壤的30%，它们常常与生物多样性和生产力水平低下有关。土壤酸化可能是由酸雨造成的，然而过度使用某种类型的氮肥则是另一个原因，而这也被研究人员确认为造成中国土壤酸化的罪魁祸首。从上世纪70 年代开始，为了获得更高的产量，中国农民便开始越来越多地使用化肥。然而这种做法在提高农作物产量的同时却也造成了水质及空气的污染。如今，农业专家估计，在中国的部分地区，化肥的使用可能已被削减了60%。

被这项研究所证实的pH值水平的下降将会产生一些非常有害的影响。酸性土壤可谓是那些破坏庄稼的线虫的天堂。并且至少一部分中国土壤的pH值已经逼近铝和锰向地表水滤出的临界值，这将是一个潜在的毒源。

南京市中国科学院的土壤科学家张甘霖表示：“这是一项非常重要的工作。”他赞同氮肥的酸化效应应当在中国得到更高的关注。但是他说，这项研究所取得的数据也存在着一些问题，“它仅仅是对样本的采集而缺乏精确的定点信息”。荷兰ISRIC-世界土壤信息中心的资深土壤科学家Alfred Hartemink对此表示赞同。他说：“你不知道这些样本来自哪里。”并强调即便是一个对中国知之甚少的土壤科学家，在看到这里大量的化肥使用后，也能够预测土壤的酸化。

然而张福锁拒绝接受这些质疑，并表示他的研究采用了“来自每个省份以及每个土壤系统的” 大规模定点信息。同时他的支持者一致赞成这样一个事实：这篇论文表明了在中国减少化肥使用的重要性。酸性土壤能够通过添加石灰加以中和，但这对于并不富裕的中国农民来说有点过于昂贵了。张福锁说，一个更好的解决办法就是“停止过度使用（化肥）”。

研究称厄尔尼诺现象的发生可提早一年预报

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/2/228582.shtm

日本和法国合作的一项新研究表明，厄尔尼诺现象发生约一年前，印度洋表层水温会出现变化。研究人员因此认为，如果利用人造卫星监测印度洋表层水温和其上空云团的变化，提早一年就可预报厄尔尼诺现象的发生。

所谓厄尔尼诺现象，是指南美洲秘鲁等国家外海所处的太平洋赤道海域表层水温上升带来的全球异常气象。每当厄尔尼诺现象严重时，全球一些地区将暴雨成灾、洪水泛滥，而另外一些地区则久旱无雨、农业歉收。

日本海洋研究开发机构与东京大学、法国海洋开发研究院合作，对太平洋和印度洋表层水温500年来的变化情况进行了模拟计算。结果发现，在厄尔尼诺现象发生的十多个月前，印度洋东侧表层水温将有所上升，而印度洋西侧表层水温则有所下降。

研究人员由此推断，印度洋和太平洋之间的大气循环系统紧密相连，只要着眼于印度洋表层水温的变化，就能够预测约一年后太平洋可能出现的变化。这一成果已于2月22日刊登在英国《自然—地球科学》（Nature Geoscience）杂志网络版上。

目前，国际上已存在不少厄尔尼诺预报模型，其中一些曾数次在厄尔尼诺现象发生前几个月就成功预报，但总体而言成功率并不高。日本的这项新研究成果则将预报时间提早到厄尔尼诺现象发生前约一年，不仅大大提早了预报时间，也为研制更准确的预报模型提供了新思路。

《自然—地球科学》杂志在为这项研究配发的一篇文章说：“如果要扩展有关厄尔尼诺预报的视野，那么无论是经验预报模式，还是动态预报模式，都要把印度洋和太平洋的情况同时考虑在内。”

设定未来气候变化情景的新方法

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/2/228377.shtm

在评估人类活动对气候影响所存在的不确定性时，气候学家利用模型预测出的情景对未来可能会是怎样作出比较可信的描述。设定这些情景的传统方法是一个很费时间的、依次进行的过程，每个学科轮流为这个过程增添数据，同时也增加其复杂性。正如 Richard Moss及其同事在一篇评论文章中所解释的那样，气候变化研究人员现在已经确立了一个协调的并行过程，该过程将情景设定工作、未来预测工作以及对其影响进行评估的工作整合在了一起。