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全球多站点洞穴同位素代用指标系统模型的量化评估

PSMs,石笋

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.9 古代与现代季风：代用指标、观测分析和演变机制

代用指标系统模型（Proxy System Models, PSMs）在古气候重建中起着连接代用指标（如石笋 d¹⁸Op）与气候变量（如温度、降水量）的关键桥梁作用。然而，现有的 PSMs 普遍面临两难困境：高复杂度的物理模型往往依赖详尽的现场监测数据，这在多数缺乏长期观测的洞穴遗址中难以实现；而简化模型虽具普适性，却常因忽略关键水文物理过程而导致模拟精度受限。

本研究利用SISAL工作组新构建的全球洞穴监测数据库，对不同复杂程度的 PSMs（包括 RM、PRYSM 和Karstsolution）开展了系统性评估。该数据库涵盖全球 75 个站点，其中约 50% 的监测记录与 SISALv3 石笋数据空间重合，为模型的校准与优化提供了高分辨率的实测约束。

通过提取数据库中的降水与滴水同位素时间序列，本工作对比分析了各模型在模拟值与实测值之间的均方根误差（RMSE）等统计特征。研究旨在权衡“数据驱动的可获得性”与“物理机制的真实性”，探索全球尺度下的模型最优解。本研究结果可为开发兼具普适性与物理精度的新一代 PSMs 提供方法学支撑，从而提升石笋古气候记录重建的量化精度与可靠性。