冰川突变气候变化作为多尺度现象由单稳兴奋动力学引发
摘要：通过古气候代用记录证明了过去冰期间的重复性突变事件，其中在北大西洋地区表现最为强烈。这些所谓的 Dansgaard-Oeschger（DO）事件后面是相对较温暖的温度阶段，称为间冲期，这些间冲期在最终的突然降温返回寒冬之前会逐渐冷却几百到几千年。迄今为止，关于这种千年尺度变异的机制还没有共识。在这里，我们提出了一个可兴奋的模型系统来解释DO周期，其中间冲期出现在受噪声诱导的状态空间偏移中。我们的模型包括四个动力学变量之间的相互多尺度相互作用，这些变量代表北极大气温度、挪威海温度和海冰覆盖以及大西洋经向翻转环流。关键是，模型的大气-海洋热通量由海冰变量调节，而海冰变量则受到快速演化的间歇性噪声动态生成的大幅扰动。如果是超临界的，这些扰动将触发类似间冲期的状态空间偏移，捕获所有四个模型变量。作为这种驱动噪声过程的物理来源，我们提出了海洋对流事件或大气阻塞事件。我们的模型以引人注目的相似性重现了DO周期的关键特征，特别是它们的形状、返回时间以及间冲期和寒冬期持续时间与背景条件的依赖性都被准确地再现了。与传统观点认为DO变异展示了底层动力学的双稳态相比，我们得出结论，多尺度的单稳态兴奋型动力学为解释与DO事件相关的千年尺度气候变异提供了一个有前途的替代候选方案。
作者：Keno Riechers, Georg Gottwald, Niklas Boers
论文ID：2303.04063
分类：Atmospheric and Oceanic Physics
分类简称：physics.ao-ph
提交时间：2023-05-23