青藏高原隆升如何影响全球热量分配
青藏高原北部快速隆升,改变了大气环流、调整碳循环、影响全球热量分配,主控了全球变化进程。
“青藏高原的隆升不仅塑造了亚洲的地形地貌,更如同一个巨大的‘热力引擎’,重新调配着全球的热量分配格局。”中国科学院院士、青藏高原研究所研究员方小敏在第二次青藏科考发布会上如是说。
近年来,通过第二次青藏高原综合科学考察研究,中国科学家们发现,青藏高原北部在1200万年前至800万年前的快速隆升,不仅改变了区域气候,还通过一系列复杂的地球系统过程,影响了全球的热量分配。
这一发现颠覆了人们对青藏高原认知的边界,揭示了“三极联动”这一全球气候关联的新机制。
01 三极联动:全球气候的遥控器
青藏高原、南极和北极,这地球“三极”看似遥远,实则在数百万年前就已通过大气-海洋环流和碳循环实现了动力联动。
方小敏院士提出的“三极联动”形成演化假说,把地球系统的三个“极点”串联成一个动态的全球变化系统。
约1200万年前到800万年前,青藏高原北部快速隆升,这一时期恰好对应着南极冰盖扩展、北极冰盖发育和温盐环流形成。
这不是时间上的巧合,而是高原隆升驱动全球气候变化的证据。
青藏高原通过强化西风急流及季风,影响温盐环流和水热分配,进而影响低纬和两极气候变化。
02 隆升时序:青藏高原的崛起历程
青藏高原的隆升并非一蹴而就,而是一个分阶段、分区域的漫长过程。
科学研究显示,高原中南部在4000万年前至3000万年前快速隆起到现代高度,高原主体形成。
而北部至东北部隆升较晚,是从1200万年前至800万年前以来才开始强烈隆起。
这一差异隆升的过程对气候的影响至关重要,它如同一个分阶段启动的巨型“空调”,逐步调整着亚洲乃至全球的气候配置。
03 热量分配:高原如何调配全球热平衡
青藏高原作为世界上最高、最大的高原,其隆升如何影响全球热量分配?
研究表明,高原隆升通过改变大气环流和海洋环流两条主要路径,重新分配全球热量。
一方面,高原隆升通过加强高原冰冻圈、侵蚀风化与干旱化和粉尘营养元素输送,增强了太平洋生物活动和有机碳埋藏,导致全球变冷和两极冰盖扩展。
另一方面,通过强化西风急流及季流,影响温盐环流和水热分配,进而影响低纬和两极气候变化。
同济大学研究团队发现,青藏高原的出现导致海洋经向翻转环流发生模态剧变。
从太平洋经向翻转环流主导向大西洋经向翻转环流主导的特征转变,这一转变重新分配了海洋中的热量。
04 碳循环路径:从粉尘效应到生物泵
青藏高原隆升影响全球热量分配的关键机制之一,是通过调整碳循环改变大气CO2浓度。
这一过程主要通过两条路径实现:
“粉尘—碳效应” 是第一条路径。高原北部隆升导致西风环流和干旱化强化,亚洲内陆各大沙漠形成。
随之增强的侵蚀风化和粉尘作用,为海洋输送了大量营养元素,促进海洋和陆地固碳增强、大气CO2降低,最终导致全球变冷。
“风化—碳效应” 是第二条路径。高原南部隆升使亚洲季风增强、侵蚀作用加剧,化学风化和有机碳埋藏增强。
陆地固碳因此增强,大气CO2降低,进一步加剧全球变冷和冰盖扩张。
05 生物演化:意想不到的生态迁徙
青藏高原隆升不仅改变了全球气候和热量分配,还意外地成为了生物演化的“驱动力”。
科考研究得出了一个令人惊奇的发现:现代非洲“萨瓦纳动物群”源自青藏高原东北缘,时间大约在800万年前。
更令人惊讶的是,北极动物群成员也起源于青藏高原,约在600万年前。
这一证据表明,青藏高原隆升引起的环境变化,不仅重塑了自然景观,还驱动了生物群的迁徙和演化,将青藏高原与远在非洲和北极的生态系统联系起来。
06 现代启示:暖湿化下的第三次转型
青藏高原的环境变迁并未停止,科考研究发现高原正在经历第三次环境转型。
全球变化与人类活动共同驱动了这次转型,表现为高原整体“暖湿化”和生态系统“暗绿化”趋势。
这一转型既带来机遇也伴随风险:“亚洲水塔”供水能力增强有助于国家水安全,碳汇功能提升助力“双碳”目标。
但同时,也需警惕水塔失衡可能引发的冰冻圈灾害、生态系统失衡与生态破碎化等风险。
研究青藏高原隆升的历史,为我们理解当前全球变暖背景下地球系统的响应提供了重要的启示意义。
青藏高原的隆升如同一个地球系统的调节器,通过“粉尘-碳效应”和“风化-碳效应”等复杂过程,影响着大气CO2浓度和全球热量分配。
如今,随着科考队对“三极联动”形成演化假说的进一步验证,青藏高原的研究不再只是解读过去,更是解码全球气候未来的钥匙。
那些深藏在高原岩层中的秘密,正指引着我们理解这个星球的运行规律,思考人类在其中的位置与责任。
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