类型a：这篇文档报告了一项原创研究。

主要作者和机构包括H. Goosse（比利时天主教鲁汶大学）、E. Crespin（同上）、A. de Montety（同上）、M. E. Mann（美国宾夕法尼亚州立大学）、H. Renssen（荷兰阿姆斯特丹自由大学）以及A. Timmermann（美国夏威夷大学）。该研究发表在《Journal of Geophysical Research》期刊，于2010年5月13日出版。

学术背景方面，本研究属于气候科学领域。由于将20世纪和21世纪的变暖置于更长期视角的重要性，过去千年的气候研究在过去十年中受到了相当大的关注。为了更好地理解过去的气候变化及其原因，研究人员尝试使用气候模型模拟与数据同化技术结合的方法来重建过去600年的地表温度变化。本研究旨在评估数据同化技术在古气候学中的应用效果，并探讨其对模型结果不确定性的减少作用。

研究工作流程包括以下几个步骤： 1. 生成初始条件：首先，通过在大气准地转位涡场中引入小扰动，生成了大量初始条件。这些扰动生成了一个由96个成员组成的集合。 2. 短期模拟：从这些初始条件开始进行持续1至20年的短期模拟。每个成员的差异迅速增长，导致不同的大气环流状态。 3. 数据同化：将模拟结果与可用观测值进行比较，使用成本函数（CF）选择最接近观测值的集合成员作为代表。此过程重复进行，直到达到分析终止日期（1995年）。 4. 参数调整：通过改变外部强迫、数据同化方法的参数以及控制气候模型平衡气候敏感性的参数，进行了11种不同的实验。每种实验都覆盖了过去千年，并包含96个集合成员。

研究对象包括56个代理记录（proxies），这些记录来自树轮、冰芯、珊瑚、石笋、湖泊沉积物和历史文献等。这些代理记录经过筛选，保留了与现代仪器记录表面温度显著相关的记录。所有数据在十年尺度上进行了平滑处理，以确保数据同化过程中时间分辨率的一致性。

研究中使用了LOVECLIM 1.1气候模型，这是一个包含大气、海洋和海冰、陆地表面（包括植被）、冰盖和碳循环表示的三维地球系统模型。外部强迫包括轨道参数的长期变化、温室气体浓度的长期演变、人为硫酸盐气溶胶的影响、土地利用变化的强迫以及太阳辐照度和火山活动的变化。

主要结果如下： 1. 数据同化效果：数据同化技术在北半球区域和网格尺度上提供了忠实的代理信号表示。例如，在西伯利亚北部，模型与代理记录的相关性超过0.9。 2. 不确定性减少：与没有数据同化的模拟相比，数据同化显著减少了模型结果的不确定性。例如，在欧洲、亚洲和美洲，均方根误差（RMSE）减少了近50%，相关性提高了0.15-0.4。 3. 与仪器记录的对比：DALE重建结果与过去150年的仪器记录（如HadCRUT3数据集）具有良好的一致性，相关性在0.72至0.86之间。 4. 与其他重建方法的对比：DALE重建结果与基于统计方法的先前发表的重建结果非常相似，特别是在北极、北半球平均温度和欧洲地区。

结论方面，本研究表明数据同化技术在古气候学中的应用是有效且稳健的。它不仅减少了模型结果的不确定性，还提供了与传统统计方法一致的结果。这增加了对两种方法的信心。此外，研究发现大约50个高质量代理记录足以在大陆尺度上重建年平均温度。

研究亮点包括： 1. 数据同化技术在古气候学中的成功应用。 2. 通过数据同化显著减少了模型结果的不确定性。 3. 在北半球大陆尺度上，大约50个高质量代理记录足以获得可靠的重建结果。

其他有价值的内容包括对未来工作的指导，例如改进集合生成方法以更好地纳入低频海洋动力学变异性，从而提高在北大西洋等地区的多十年变异性再现能力。