关于气候重建的几点思考 气候

关于气候重建的几点思考

摘 要：
气候、重建、 思考 气候重建是研究全球变化的重要途径之一，重建的 结果可以用来恢复过去不同时空尺度的气候变化历史，进而 探求气候变化机制并为现在与未来气候变化提供历史背景， 同时重建的数据与气候的动态监测能为气候模拟提供原始 数据和验证气候模拟的可靠性，当前这项工作在全世界受到 普遍的重视[1]。

过去的气候变化是客观存在的过程或者结果，重建或者 恢复过去的气候变化是人类利用过去气候变化过程中留下 的自然痕迹或者历史时期与近现代以来的文字记录等资料 来恢复这种变化的真实情况的主观过程，所以气候重建本质 上就是主观与客观符合的问题。为了使主观更好地符合客观， 以正确如实地再现过去气候变化历史，现以历史时期的气候 重建为例，谈谈自己的四点思考。

1 气候重建需要明确的目标和方向 气候重建与其他很多事情一样，在做之前需要明白自 己在做什么研究，做这个研究有什么理论与现实意义，自己的研究是不是在重复别人的现成，是不是有新的突破。葛全 胜的《过去5000年中国气温变化序列重建》[2]在时间尺度 和区域尺度上就有新的突破，时间尺度达5000年，区域尺度 放到了整个中国。至于研究方法和最后效果暂且不论。

2 气候重建需要深厚的地理学知识 3 气候重建需要扎实的数学知识 气候重建多处地方要用到数学，数学直接关系到研究水 平的高低。以线性回归为例，当获得少数几个样本点的年龄 以后，有时需要利用线性回归模型断代，以得到整个剖面的 年龄。依据数理统计的知识[4]，要想得到其他各点精确的 年龄值，首先，样本点个数不能太少，其次，当回归直线方 程建立以后，需要求出相关系数或判定系数，它是描述相关 关系强弱的指标，最后，也是常被研究者忽视但又是最重要 的一点，就是显著性检验。显著性检验是用来判定总体是否 具有相关的，这才是最终的意图，因为我们在做的就是利用 样本推断总体。如果通不过检验，相关系数等于1都没用， 还不如相关系数很低却通过了 检验好。所以，只有把握了 相关系数和显著性检验的关系以后，才有可能得出正确的结 论。否则，时间标尺出了问题，余下的研究结论的可靠性让 人难以置信。

当回归模型建立以后，下一步就是内插与外推。很多研 究需要用到外推的地方比较多，比如利用树木参数与器测资 料建立关系，在这个基础上外推；
利用冰芯参数与气象部门的气温序列或降水序列建立联系再外推等，但有一些可信度 让人很难接受。比如，有学者利用50年的 数据推测5000年 的情况，这是很不科学的，因为越远的预测效果就越差，即 置信区间变得很大，误差大得不得了。

数学在这一领域的其他地方也常用，如趋势面分析，相 关系数，粒度分布曲线，周期分析，定性数据量化等，这些 数学方法的运用，是气候重建取得突破的有力工具，但是要 正确运用，不然适得其反，用了反而坏事。

4 气候重建需要自然科学的交叉综合 同时，在得到各个样本点的多维数据之前，首先要考虑 的是，每一个随机变量（如磁化率，粒度等）反映的到底是 什么信息，这就要用到各学科的综合知识了，要进行全面的 分析，否则就可能以偏概全，尤其是当我们去发现新的指标 时，这一点就更重要。比如，以磁化率为例，吕厚远运用数 学的手段得出，在一定温度和降水量范围内，磁化率随年均 温和年降水量的增加而增大。但当年均温超过15度，年水量 超过2000毫米时，随温度和降水量的继续增加，土壤磁化率 反而减少，降水量很少的干旱地区，土壤磁化率与温度降水 的 关系十分复杂。因此，假定吕的这一说法是 对的，当我 们处于湿热地区和干旱地区时，磁化率所反映的气候信息可 能就不一样。可见，对于各项指标所反映的环境属性信息时， 需要我们利用综合知识进行仔细的琢磨和推敲，以适合自己 所在的研究区域。参考文献 1 张兰生,方修琦，任国玉. 全球变化. 北京：高等教 育出版社， 2000 2 葛全胜. 过去5000年中国气温变化序列重建.自然科 学进展，2006,06:689-696 3 邵雪梅. 柴达木盆地东缘山地祁连圆柏林上限树木 径向生长与气候要素的关系. 应用生态学报， 2009,03:507-512