研究发现 ， 岁差的变化可通过影响北半球低纬地区的夏季太阳辐射量 ， 调节大气水汽从大西洋向太平洋的输送强度 ， 进而调控北大西洋的海表盐度 。 大西洋海表盐度的变化通过影响北大西洋深层水生成的强度 ， 触发大西洋经向环流的突变 。 同时 ， 地轴倾角可通过影响北半球高纬地区的年平均太阳辐射变化 ， 调控北大西洋深层水生成区的海水温度以及海冰面积 ， 进而影响表层海水垂直混合的强度 ， 引起这些突变 。
这一系列的数值模拟试验证实了在寒冷的冰期单一轨道参数变化也可直接造成北大西洋海洋环流的突变—即地球轨道的变化不仅可以通过影响冰盖大小等方式间接调控气候突变的发生 ， 也可通过影响海洋-大气系统直接触发气候突变 。
科学家们并未止步于此 。 他们进一步开展了基于不同气候背景下的轨道参数敏感性试验 ， 以此厘清冰期旋回中地球轨道的这种直接与间接调制如何协同影响千年气候事件的发生 ， 并总结出一个阐述轨道双重调制的动力概念模型：
在冰期旋回过程中 ， 当气候背景类似于末次盛冰期或者末次间冰期暖期时 ， 地球轨道的变化无法直接触发气候突变 ， 因为盛冰期北半球的大冰盖和间冰期最暖期的高温室气体浓度导致大西洋经向环流的基本态（即不受外力扰动情况下的状态）较为稳定 ， 对外力扰动的敏感性较低 。
而当气候背景进入到两者之间时 ， 即当冰量和温室气体处在盛冰期和间冰期最暖期之间的中间位置时 ， 轨道变化可直接引起千年尺度的气候自震荡；自震荡可在某一特定的轨道参数范围内持续存在 ， 直到轨道参数移出该特定的范围（这个特定范围可称为千年气候事件的“机会窗口”）；而与此同时 ， 地球内部气候背景的变化（例如全球冰量和大气二氧化碳浓度） ， 可改变“机会窗口”在轨道周期中出现的位置——当北大西洋处于一个偏冷（暖）的冰期气候背景时 ， “机会窗口”可能出现在地轴倾角或地球岁差的高（低）值区 。
通过这些研究 ， 我们可以确定：自过去270万年以来 ， 更新世所发生的千年气候事件很可能是地球轨道变化双重调制的结果 。 当然 ， 该研究领域依然还有深入研究的空间 ， 例如 ， 轨道尺度气候变化（冰期旋回）和千年尺度气候突变如何协同作用塑造了古气候资料重建中所记录的更新世以来的气候演变 ， 还需通过更为先进的地球系统模型（例如含冰盖动力过程）做进一步研究 。
探寻过去气候变化的原因 ， 尝试揭示不同时空尺度气候过程的协同作用对气候变化的影响 ， 并不仅因为好奇 。 以史为鉴 ， 以知兴替 。 只有努力掌握气候演变的规律 ， 才能更好地预测和应对未来的气候变化 ， 指引人类可持续发展的方向 。
（作者：张旭 ， 系中国科学院青藏高原研究所研究员；刘晓倩 ， 系该所工程师）