亚欧大陆科学资源管理

陆地水文循环对较高大气二氧化碳的响应仍然受到很好的限制，这主要是由于难以预测陆地表面过程如何改变降水（P）、蒸散量（ET）和径流（q）等单个水文气候参数。为了探究陆地水文循环如何随着变暖和二氧化碳含量的增加而变化，我们利用了自生矿物中记录的陆地稳定氧同位素（δ18O）的新生代地质记录，这些记录反映了降水δ18O（δ18Op）。δ18Op值对陆地水文气候的变化很敏感，包括P/ET比值和可降水量。简而言之，降低P/ET或更高的可降水量会在内陆产生更浅的δ18Op梯度，而增加P/ET或降低可降水量则会导致更陡的δ18Op大陆梯度。我们收集了横跨欧亚大陆（最大的大陆陆块）的近15000个自生碳酸盐和牙釉质样本，这些样本跨越了新生代，以重建δ18Op过去的空间分布和带状（即从东到西）梯度。我们发现，在二氧化碳含量较高的时期，纬向δ18Op梯度增加，表明尽管温室气候下可降水量预计会增加，但欧亚大陆的P/ET仍在增加。我们将这些结果与同位素气候模型（iCESM）模拟的δ18Op梯度进行了比较，该模型同时采用了工业化前（PI）和4xPI CO2混合比。与重建的δ18Op梯度相比，模拟的δ18Op梯度随着CO2的升高而变浅。这种数据模型不匹配表明，要么我们的iCESM模拟中没有表示的地球系统反馈，如北半球冰范围和植被的变化，可能从根本上改变了北半球的水文气候，要么高二氧化碳气候下的陆地表面过程可能在iCESM中被错误地表示。