全新世溫度變化對于認識當前全球變暖至關重要。基于各種海洋、陸地和多代理指標重建結果顯示出在全新世期間存在一致全球變冷趨勢。然而，大多數(shù)古氣候模擬的結果顯示，在整個全新世期間，全球變暖的勢頭非常強勁。解決爭議的關鍵是獲得不同季節(jié)的溫度變化趨勢，這也是當前研究的瓶頸。

最近，北京大學城市與環(huán)境學院劉鴻雁教授研究團隊通過利用源自地表土壤和湖泊沉積物細菌的支鏈四醚膜脂類化合物（brGDGT），建立了兩個適用于重建全球平均暖季溫度（MWT，北半球：6、7、8月的平均氣溫；南半球：12、1、2月的平均氣溫）的模型（brGDGT-MWT）。團隊采用深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡分析，將這些模型應用于覆蓋全新世的全球湖泊、泥炭地和黃土剖面。研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有對于MWT的重建結果與氣候模式模擬（TraCE21 ka）的結果在溫度變化趨勢上表現(xiàn)出較強的一致性，亦即自全新世早期以來陸地MWT呈現(xiàn)降溫趨勢，這主要是由于北半球在全新世以來夏季太陽輻射逐漸減少（圖1）。

除此之外，這項研究還創(chuàng)新性的提出了一種簡單有效的評估千年尺度冬季溫度的方法。該研究提出在同時獲得兩個剖面的MAT和MWT前提下，使用這兩個值可以間接計算冬季溫度。在這項研究中，作者在中國南方的兩個沉積剖面驗證了該方法，并重建出了整個全新世時期中國南方冬季溫度的變化趨勢，其變化趨勢也與氣候模式模擬（TraCE21 ka）的冬季溫度變化趨勢表現(xiàn)出較強的一致性。

圖1. 全新世北半球夏季溫度變化趨勢對比。(a)，基于brGDGT-DLNN模型的平均夏季溫度(MWT)重建；(b)基于花粉的夏季氣溫重建；(c)，來自Kaufman等人的夏季溫度重建；(d)，溫室氣體的輻射強迫記錄；(e)，基于TraCE21ka模擬的8 ~ 4 ka MWT值減去4 ~ 0 ka MWT值的全球格局；(f)北半球夏季太陽輻射量較過去12000年前的變化格局

該研究以“Millennial Changes and Cooling Trends in Land Surface Warm-season Temperatures during the Holocene”為題發(fā)表在Science Bulletin期刊上（https://doi.org/10.1016/j.scib.2024.05.008）。北京大學城市與環(huán)境學院2019級博士生鄭宇坤為論文的第一作者，北京大學劉鴻雁教為通訊作者。共同作者還有北京大學王紅亞教授，2020級博士生封斯文，2019級碩士生趙文杰，2020級碩士生張澤宇，中國地質(zhì)大學（武漢）謝樹成院士、楊歡副教授，北京林業(yè)大學梁博毅老師。該論文得到了國家自然科學基金重大項目課題41790422資助。