摘要：数十年来，北美的长期干旱已被科学家认可。一项新的研究将严重的气候与地球轨道的变化联系起来。...

数十年来，北美的长期干旱已被科学家认可。一项新的研究将严重的气候与地球轨道的变化联系起来。

赫尔辛基大学的一项新研究为数千年前在北美发生的毁灭性干旱提供了令人信服的新解释。这个时期被称为全新世，涵盖了最后一个冰河时代之后的普遍温暖气候的时期。这些异常长期的干旱对森林死亡和生态系统的转变产生了巨大影响。了解它们的原因对于改善对未来气候变化的社会韧性至关重要。

然而，这些长期干旱的原因仍然晦涩难懂。在发表在自然通讯，赫尔辛基大学的研究人员与来自美国，德国和瑞典研究机构的合着者一起分析了北美东部的干旱的发展和原因，该地区从落基山到大西洋的广阔地区。

Bryan Shuman解释说，过去11，000年来的证据表明，北美水供应在过去发生了巨大变化，有时会延长与1930年代的尘埃碗干旱一样严重的干旱。几个世纪以来，几个世纪以来一直延伸到千年。了解这些干旱的原因和后果可以帮助我们预测未来变化的能力。”

在新的研究中，研究人员使用了化石花粉颗粒的数据集，这些数据集在过去几十年中从北美的许多地方回收了。使用基于机器学习的计算机算法，研究人员能够根据化石花粉重建全新世上水分水平的变化。

这项研究由赫尔辛基大学地球科学与地理系的芬兰研究学院研究员J. Sakari Salonen领导。根据Salonen的说法，该研究证实，数千年来，水分条件不断低于现代水平。

Salonen指出，北美的不同地区经历了不同的干旱历史。 Salonen说：“干旱条件首先在美国东北部和加拿大附近的地区开始，这是今天北美潮湿的地区之一。在这里，我们看到已经在11，000年前的峰值干旱了。”

然后，干旱向西移动。沙龙解释说：“在我们有现代草原地区的中部地区，我们看到最严重的干旱，大约在7，000年前，比大西洋海岸晚了数千年。到了这个时候，大西洋海岸已经变得越来越潮湿了，就像整个气候一样，整个气候造成了数千年的干旱，造成了长期的干旱迁移。”

“尤其是在美国东部，今天通常会有一种看法总是有水。但是，对过去的研究表明，即使在东部，这些长期干旱也会引发火灾制度和树木死亡的重大转变。因此，了解这些干旱及其原因的空间模式至关重要。”

研究人员将其全新世气候重建与数值气候模拟进行了比较，并在同一时期进行了运行。这些超级计算机实验使科学家能够探索可能导致长期干旱的原因。

斯德哥尔摩大学大气物理学家，赫尔辛基大学的访问科学家弗雷德里克·申克（Frederik Schenk）告诉他，新一代气候模型的分辨率比以前高2-4倍，在解释干旱的原因方面具有决定性。

气候模拟揭示的原因，告诉Schenk，是两倍。 Schenk说：“模拟表明，在全新世早期，冰盖的高压系统，保留在大陆北部，引导了水分传输，这解释了在干燥条件下的地理变化。”冰盖融化后，整个地区都会陷入干旱，因为夏天变得越来越温暖和干燥。

全新世干旱与未来的气候具有有趣的相似之处，随着人为气候变化的发展，未来几十年中预计将在北美占据。到本世纪末，尽管降水量逐渐增加，但北美大部分地区的大部分地区仍会变得越来越干燥。这是因为由于气候变暖，蒸发的增加即使降雨增加也会干燥地面土壤。

研究人员指出，这正是他们在对全新世干旱的模拟中所看到的。 “温暖的气候将更湿。但这并不适用于所有地区。如我们的结果所见，可以散发多少雨水限制以平衡以变暖驱动的蒸发。对于过去的夏季变暖，它并没有加起来，这并没有加起来，这给了千年的干旱，” Schenk解释说。

但是，过去和未来的干旱的根本原因是不同的。在全新世的早期，干燥是由于地球轨道变化缓慢而导致的，这导致夏天变得更加温暖，最终将北美的大部分时间推向了干旱。现在，持续的变暖和预测的干燥条件是由于大气中温室气体的迅速增加。

Salonen说：“如果本世纪的气候预测成真，我们正在考虑一万年前发生的自然原因的快速重复。”

地球轨道的变化驱动长期气候变化

长期自然气候变化受到地球轨道逐渐变化的极大影响。这些变化会影响地球旋转轴的倾斜和围绕太阳的椭圆形轨道的形状，被称为米兰科维奇循环，周期性在大约26,000至100，000年之间。

在第四纪（过去260万年）中，米兰科维奇的周期导致反复的冰年龄和中间的温暖时期，被称为冰川间。大约20，000年前的最后一个冰河时代的峰值发生在北半球由于地球轨道的几何形状而获得相对较少的阳光，从而使大型冰盖在北美和欧洲的北部积聚。

到10，000年前，轨道上的逆转已经融化了许多北部冰盖，让位于当前的冰川间全新世。在大约10,000至4，000年前的最大温暖时期，被称为全新世热最大，地球的许多部分比工业前时代的温暖明显得多。赫尔辛基大学研究人员及其合着者的新结果表明，这种温暖也是北美多千年干旱的主要驱动力。

在过去的几千年中，在全新世热最大值之后，地球一直在逐渐冷却。然而，这种长期的气候趋势被大气中温室气体的人为增加引起的突然变暖所打断。在过去一个世纪的变暖之后，据估计，由于气候变异性已超出其长期的自然周期，目前地球目前比至少100，000年的变暖更加温暖。

资金

该研究由芬兰研究委员会，瑞典可持续发展研究委员会（Formas），瑞典研究委员会（Vetenskapsrådet）和美国国家科学基金会资助。