通过火山气候响应直接测试丹斯加德-欧舍尔事件前的临界减缓

本文检验过去突然气候变化是否支持统计性早期警示信号（EWS）作为预测未来气候临界点的有效工具。EWS 预期为由噪声驱动的波动幅度和相关性增加，这是临界减缓（CSD）的症状，即系统从外部扰动恢复的速度随着临界点（由分岔点表示）的接近而变慢。EWS 是一种简单、间接的 CSD 测量手段，但受噪声过程和测量平稳性假设制约，这些假设难以验证。在本研究中，通过推断大型火山喷发后的气候恢复，直接测试过去最后冰期丹斯加德-欧舍尔（DO）事件前的 CSD 是否存在。通过对数百次喷发进行平均，我们构建了一个明确且平稳的扰动，并通过八个冰芯代理变量测量平均气候响应。随着接近 DO 热浪过渡，气候对喷发的响应保持不变，表明不存在 CSD。对于 DO 冷却过渡，然而，一些关键代理变量显示出更大的气候响应和较慢的恢复速度表明正在接近过渡。与此相比，几乎所有代理变量在冷却和热浪过渡前都显示出统计 EWS，但仅对热浪过渡的置信度较弱。因此，CSD 与 EWS 在定性上具有一致性，因证据表明分岔前兆在冷却过渡中更为显著。然而，许多代理变量显示 EWS 但无直接 CSD（反之亦然）的差异性，凸显了需谨慎解读单个可观测变量的统计 EWS。