明显的大西洋升温周期究竟是内因还是外因所致？

诸平

据美国宾夕法尼亚州立大学（Pennsylvania State University）2021年3月4日提供的消息，该校的研究人员与美国明尼苏达大学德卢斯分校（University of Minnesota Duluth）的研究人员合作，他们研究认为，火山喷发（Volcanic eruptions）而非自然变异，一个明显的原因是造成的“大西洋多年代际振荡（Atlantic Multidecadal Oscillation简称AMO）”的循环变暖，据称该升温发生在40～60年的时间跨度的前工业时代,他们也研究了各种各样的气候模拟实验。

两校研究者合作完成的最新结果补充了该团队先前的发现，即自工业化以来出现的“AMO”现象，是人类造成的温室气体稳定变暖和工业硫污染随时间变化造成的冷却之间竞争的结果。相关研究结果于2021年3月5日已经在《科学》（Science）杂志网站发表——Michael E. Mann, Byron A. Steinman, Daniel J. Brouillette, Sonya K. Miller. Multidecadal climate oscillations during the past millennium driven by volcanic forcing. Science  05 Mar 2021: Vol. 371, Issue 6533, pp. 1014-1019. DOI: 10.1126/science.abc5810

宾夕法尼亚州立大学大气科学杰出教授、地球系统科学中心主任迈克尔·曼恩（Michael E. Mann）说：“我想这有点讽刺。20年前，我们引入了AMO概念，认为当时基于有限的观测和模拟，北大西洋有一个长期的自然内部气候振荡，当时提出了'AMO'的概念。我和其他合著者表明，AMO很可能是气候变化的产物，它是前工业时代由现代人类强迫和自然灾害驱动的气候变化的产物。”

研究人员先前表明，现代时代的明显AMO循环是由工业化驱动的气候变化的产物，特别是过去一个世纪中，碳污染引起的变暖与抵消性冷却因子工业硫污染之间的竞争，而竞争因素是碳污染最严重的时期。 20世纪50年代通过了其70年代和80年代的《清洁空气法案》。但是他们接着问，为什么我们还在工业化前的记录中看到它？

他们的结论（3月5日在《科学》上发表的报道）是早期信号是由过去几个世纪以来的大火山喷发引起的，这些喷发造成了最初的冷却和缓慢的恢复，平均间隔刚好超过半个世纪。结果类似于一个不规则的，大约60年的类似AMO的振荡。

迈克尔·曼恩说：“一些飓风科学家声称，近几十年来大西洋飓风的增加是由于内部AMO周期的增加。” “我们的最新研究似乎对该理论可以说是盖棺定论。”

过去被认为是内部AMO振荡的原因，现在却变成了是外部驱动的结果，包括工业时代的人类强迫和前工业时代的自然火山强迫。”

研究人员研究了过去一千年的前工业时代最先进的气候模型，其中使用了外部因素，如太阳和火山因素，以及非强制的“控制”模拟，没有外部因素，任何发生的变化都是内部产生的。当他们对3～7年的厄尔尼诺南方涛动(El Niño Southern Oscillation简称ENSO)周期进行模拟时，他们发现这些周期发生在模型中，而没有增加气候变化、火山活动或其他任何因素的影响。然而，当他们寻找AMO时，它并没有出现在非强迫模式中，而只出现在现代使用气候变化变量作为强迫和前工业时代火山爆发的强迫之中。

明尼苏达州大学德卢斯分校地球与环境科学学院副教授、也是该项目的参与者之一拜伦·斯坦曼（Byron A. Steinman）说：“此模型确实显示了已确立的厄尔尼诺现象（El Niño phenomenon）在3~7年时间尺度上的内在内部振荡，但在多年代尺度上却没有，这将是AMO。我们所知道的是像厄尔尼诺现象那样的振荡是真实的，而AMO则不是。”

迈克尔·曼恩认为，虽然一些有影响力的科学家继续否认某些气候变化趋势是AMO内部气候循环的结果，但现有的最佳科学证据并不支持这种循环的存在。参加此项研究的还有来自美国宾夕法尼亚州立大学的气象学研究人员丹尼尔·布鲁勒特（Daniel J. Brouillette）和桑娅·米勒（Sonya K. Miller）。美国国家科学基金会（National Science Foundation）部分资助了这项研究。上述介绍仅供参考，更多信息敬请注意浏览原文或者相关报道。

A volcanic source of variation

The Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), a 50- to 70-year quasiperiodic variation of climate centered in the North Atlantic region, was long thought to be an internal oscillation of the climate system. Mann et al. now show that this variation is forced externally by episodes of high-amplitude explosive volcanism. They used an ensemble of climate models to evaluate the causes of the AMO, finding that volcanos are the most important influence, and that there is no evidence to show that it has been internally generated during the last millennium.

Science, this issue p. 1014

Abstract

Past research argues for an internal multidecadal (40- to 60-year) oscillation distinct from climate noise. Recent studies have claimed that this so-termed Atlantic Multidecadal Oscillation is instead a manifestation of competing time-varying effects of anthropogenic greenhouse gases and sulfate aerosols. That conclusion is bolstered by the absence of robust multidecadal climate oscillations in control simulations of current-generation models. Paleoclimate data, however, do demonstrate multidecadal oscillatory behavior during the preindustrial era. By comparing control and forced “Last Millennium” simulations, we show that these apparent multidecadal oscillations are an artifact of pulses of volcanic activity during the preindustrial era that project markedly onto the multidecadal (50- to 70-year) frequency band. We conclude that there is no compelling evidence for internal multidecadal oscillations in the climate system.