За последнее столетие средняя температура Земли быстро повысилась примерно на 1 градус Цельсия (1,8 градуса по Фаренгейту). Доказательства трудно оспорить. Это происходит от термометров и других датчиков по всему миру.


Но как насчет тысяч лет до промышленной революции, до появления термометров и до того, как люди согрели климат, выделяя удерживающий тепло углекислый газ из ископаемого топлива?


В то время температура Земли была выше или ниже?


Несмотря на то, что ученые знают о последних 6000 годах больше, чем о любом другом многотысячелетнем интервале, исследования этого долгосрочного глобального температурного тренда привели к противоположным выводам.


Чтобы попытаться устранить разницу, мы провели всестороннюю оценку существующих данных в глобальном масштабе, включая как природные архивы, такие как годичные кольца деревьев и отложения морского дна, так и климатические модели.


Наши результаты, опубликованные 15 февраля 2023 года, предлагают способы улучшить прогнозирование климата, чтобы не пропустить некоторые важные медленно меняющиеся естественные климатические обратные связи.


Глобальное потепление в контексте

Такие ученые, как мы, которые изучают прошлый климат или палеоклимат, ищут данные о температуре из далекого прошлого, задолго до появления термометров и спутников.


У нас есть два варианта: мы можем найти информацию о прошлом климате, хранящуюся в естественных архивах, или мы можем смоделировать прошлое с помощью климатических моделей.


alt

Элли Бродман, справа, автор этой статьи, держит осадочный керн из озера на полуострове Кенай на Аляске. (Эмили Стоун)


Существует несколько природных архивов, которые фиксируют изменения климата с течением времени. Годичные кольца, которые образуются каждый год на деревьях, сталагмитах и кораллах, можно использовать для восстановления прошлой температуры.


Аналогичные данные можно найти в ледниках и в крошечных раковинах, обнаруженных в осадочных породах, которые со временем накапливаются на дне океана или озер. Они служат заменителями или прокси для измерений, основанных на термометрах.


Например, изменения ширины древесных колец могут регистрировать колебания температуры. Если температура в течение вегетационного периода слишком низкая, кольцо деревьев, формирующееся в этот год, тоньше, чем в год с более высокими температурами.


Другой показатель температуры обнаружен в осадочных породах морского дна, в останках крошечных обитающих в океане существ, называемых фораминиферами. Когда фораминифера жива, химический состав ее панциря меняется в зависимости от температуры океана.


Когда она умирает, оболочка тонет и со временем погребается под другими обломками, образуя слои отложений на дне океана. Затем палеоклиматологи могут извлекать ядра отложений и химически анализировать оболочки в этих слоях, чтобы определить их состав и возраст, иногда тысячелетний.


Климатические модели, наш другой инструмент для изучения прошлых условий, представляют собой математические представления климатической системы Земли. Они моделируют взаимоотношения между атмосферой, биосферой и гидросферой, чтобы создать нашу лучшую копию реальности.


Климатические модели используются для изучения текущих условий, прогнозирования изменений в будущем и реконструкции прошлого.


Например, ученые могут ввести прошлые концентрации парниковых газов, которые мы знаем из информации, хранящейся в крошечных пузырьках в древнем льду, и модель может использовать эту информацию для моделирования прошлой температуры. Для проверки их точности используются современные климатические данные и детали из природных архивов.


Прокси-данные и климатические модели имеют разные сильные стороны.


Прокси-серверы осязаемы и измеримы, и они часто имеют хорошо понятную реакцию на температуру. Однако они неравномерно распределены по всему миру или во времени. Это затрудняет реконструкцию глобальных, непрерывных температур.


Напротив, климатические модели непрерывны в пространстве и времени, но, хотя они часто очень искусны, они никогда не смогут охватить каждую деталь климатической системы.


Палео-температурная загадка

В нашем новом обзорном документе мы оценили теорию климата, косвенные данные и моделирование моделей, сосредоточив внимание на показателях глобальной температуры.


Мы тщательно рассмотрели естественные процессы, которые влияют на климат, включая долгосрочные изменения орбиты Земли вокруг Солнца, концентрации парниковых газов, извержения вулканов и силу солнечной тепловой энергии.


Мы также рассмотрели важные климатические обратные связи, такие как изменения растительности и морского льда, которые могут влиять на глобальную температуру.


Например, есть убедительные доказательства того, что в период около 6000 лет назад существовало меньше арктического морского льда и больше растительного покрова, чем в 19 веке. Это затемнило бы поверхность Земли, заставляя ее поглощать больше тепла.


Наши два типа доказательств предлагают разные ответы относительно тенденции изменения температуры Земли за 6000 лет до современного глобального потепления.


Природные архивы в целом показывают, что средняя температура Земли примерно 6000 лет назад была теплее примерно на 0,7 ° C (1,3 ° F) по сравнению со средней температурой 19-го века, а затем постепенно охлаждалась до промышленной революции. Мы обнаружили, что большинство доказательств указывает на этот результат.


Между тем, климатические модели, как правило, показывают тенденцию к небольшому потеплению, что соответствует постепенному увеличению содержания углекислого газа по мере развития сельскохозяйственных обществ в течение тысячелетий после отступления ледяных щитов в Северном полушарии.


Как улучшить климатические прогнозы

Наша оценка выдвигает на первый план некоторые способы улучшения климатических прогнозов.


Например, мы обнаружили, что модели были бы более эффективными, если бы они более полно представляли определенные климатические обратные связи.


Один эксперимент с климатической моделью, который включал увеличение растительного покрова в некоторых регионах 6000 лет назад, смог смоделировать глобальный температурный пик, который мы видим в прокси-записях, в отличие от большинства других моделей моделирования, которые не включают эту расширенную растительность.


Понимание и лучшее использование этих и других обратных связей будет иметь важное значение, поскольку ученые продолжают совершенствовать нашу способность прогнозировать будущие изменения.Разговор


Элли Бродман, научный сотрудник по климатологии, Университет Аризоны, и Даррелл Кауфман, профессор наук о Земле и окружающей среде, Университет Северной Аризоны


Эта статья переиздана из The Conversation по лицензии Creative Commons. Прочитайте оригинальную статью.

Не пропусти новости



Оставить комментарий:

0 comments:

Всегда рады услышать ваше мнение!