古气候研究始于近代欧洲，基于当地的地质现象，学术界发现了第四纪“冰期旋回”现象，即过去数十万年以来，地球气候在温暖的间冰河和寒冷的冰河时代之间来回振荡，振荡的周期约为10万年。很多科学家猜测这与地球高纬度冰盖体积涨缩有关系，这样的理论被称为是“高纬驱动”学说。

　　但是这一理论受到了中国科学家的挑战，同济大学海洋与地球科学学院副教授黄恩清的科研团队论证了道尔效应就是全球季风的指标。所谓大气氧气同位素与大洋海水氧同位素的差值，称为“道尔效应” ，利用极地冰芯气泡中封存的古大气，以及表层海水地质记录，同济大学科学家提出了一个计算道尔效应的新方法，并由此发现在过去80万年以来，道尔效应波动只有显著的气候岁差周期（2万年），而没有10万年周期。10月7日，国际著名学术期刊《科学进展》在线发表了相关论文。这是“气候低纬驱动”学说的一个重要学术进展。

　　本文合作者包括同济大学海洋学院汪品先院士、王跃副教授、田军教授和已毕业的本科生李诗涵，以及南京师范大学严蜜博士和自然资源部第二海洋研究所马文涛博士。此项研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划的资助。

　　黄恩清在采访中告诉记者，过去科学家认为每个地方的雨量是不一样的，他们会重建每个地区季风的历史，但后来发现它们有共同的规律，是一体变化的。地球上的氧气有三种同位素，分别是氧16、氧17和氧18，氧17的量非常少，所以不在研究范围内。地球上任何生物的呼吸都倾向于首先使用氧16。通过计算“道尔效应”，我们发现其中存在非常简单的规律，它的波动周期只有岁差周期，而不是过去想象的10万年周期。也就是说，高纬度的植被对大气氧气氧同位素的变化没有什么影响，海洋中的光合作用和呼吸作用是互相抵消的，只剩下低纬度的植被状况可能与同位素变化有关系，而低纬度的植被是否茂盛和季风气候的变化有关系，也就是和地球的雨量多少有关系。

　　所谓岁差，在天文学中是指一个天体的自转轴指向因为引力作用导致在空间中缓慢且连续的变化。例如，地球自转轴像一只陀螺一样，以大约26,000年的周期在太空中扫掠出一个圆锥。再加上地球公转轨道偏心率变化的影响，它们会导致低纬度地区夏季接受到的太阳辐射出现变化，产生一个能量变化的动力，导致海洋输送到陆地的水量发生约2万年的周期性变化。

　　黄恩清介绍说，通过“道尔效应”的记录，我们发现今天的人类身处地球季风偏弱的时间窗口中，总体降水量较低。如果我们去观察6000年前的非洲，就能感受到强季风时代的各种表现。在撒哈拉大沙漠中有很多古人类活动的遗迹，说明当时附近有很多水源，当时的尼罗河经常发生泛滥，古埃及就是依靠尼罗河的泛滥，产生了大量的耕地，孕育了高度的文明。

　　“气候变化的研究就像套娃一样，地质学家只能提供一个更大时间背景，让普通人去理解今天的气候变化，我们经历的几十年时间只是在特定漫长历史时期中的几十年。根据我们的研究发现，在季风偏弱的时间窗口中，未来水资源供应将成为人类社会面临的巨大挑战。”黄恩清说。（吴苡婷）

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