هل كانت درجة حرارة الأرض ترتفع بالفعل أم أن الاحتباس الحراري أدى إلى عكس اتجاه التبريد؟

خلال القرن الماضي، ارتفع متوسط ​​درجة حرارة الأرض بسرعة زادت بنحو 1 درجة مئوية (1.8 درجة فهرنهايت).من الصعب الخلاف على الأدلة.إنه يأتي من موازين الحرارة وأجهزة الاستشعار الأخرى حول العالم.

ولكن ماذا عن آلاف السنين التي سبقت الثورة الصناعية، وقبل موازين الحرارة، وقبل أن يقوم البشر بتسخين المناخ؟ إطلاق ثاني أكسيد الكربون الذي يحبس الحرارة من الوقود الأحفوري?

في ذلك الوقت، هل كانت درجة حرارة الأرض ترتفع أم تنخفض؟

على الرغم من أن العلماء يعرفون عن آخر 6000 سنة أكثر من أي فترة أخرى تمتد لآلاف السنين، إلا أن الدراسات حول هذا الاتجاه طويل المدى لدرجات الحرارة العالمية توصلت إلى نتيجة. استنتاجات متناقضة.

وفي محاولة لحل هذا الفارق، أجرينا تقييماً شاملاً على نطاق عالمي للأدلة الموجودة، بما في ذلك المحفوظات الطبيعية، مثل حلقات الأشجار ورواسب قاع البحر، والنماذج المناخية.نتائجنا، نشرت فبراير15, 2023, ، يقترح طرقًا لتحسين التنبؤ بالمناخ لتجنب فقدان بعض ردود الفعل المناخية المهمة البطيئة الحركة والتي تحدث بشكل طبيعي.

الاحتباس الحراري في السياق

العلماء مثلنا الذين يدرسون المناخ الماضي، أو المناخ القديم, ، ابحث عن بيانات درجة الحرارة من زمن بعيد، قبل وقت طويل من موازين الحرارة والأقمار الصناعية.

لدينا خياران:يمكننا العثور على معلومات حول المناخ الماضي المخزنة في المحفوظات الطبيعية, أو يمكننا محاكاة الماضي باستخدام نماذج المناخ.

هناك العديد من المحفوظات الطبيعية التي تسجل التغيرات في المناخ مع مرور الوقت.حلقات النمو التي تتشكل كل عام الأشجار, الصواعد و المرجان يمكن استخدامها لإعادة بناء درجة الحرارة الماضية.يمكن العثور على بيانات مماثلة في الجليد الجليدي وفي القذائف الصغيرة الموجودة في الرواسب التي تتراكم مع مرور الوقت في قاع المحيط أو البحيرات.تعمل هذه كبدائل أو وكلاء للقياسات المعتمدة على مقياس الحرارة.

على سبيل المثال، يمكن إجراء تغييرات في عرض حلقات الشجرة سجل تقلبات درجات الحرارة.إذا كانت درجة الحرارة خلال موسم النمو شديدة البرودة، فإن حلقة الشجرة التي تتشكل في ذلك العام تكون أرق من تلك التي تتشكل في سنة ذات درجات حرارة أكثر دفئًا.

تم العثور على وكيل آخر لدرجة الحرارة في رواسب قاع البحر، في بقايا كائنات صغيرة تعيش في المحيط تسمى المنخربات.عندما تكون المنخربات على قيد الحياة، يتغير التركيب الكيميائي لها تتغير القشرة حسب درجة حرارة المحيط.وعندما تموت، تغرق الصدفة وتدفن بواسطة الحطام الآخر مع مرور الوقت، لتشكل طبقات من الرواسب في قاع المحيط.يمكن لعلماء المناخ القديم بعد ذلك استخراج نوى الرواسب وتحليل الأصداف كيميائيًا في تلك الطبقات لتحديد تركيبها وعمرها، وأحيانًا يعود تاريخها إلى آلاف السنين.

النماذج المناخية، وهي أداتنا الأخرى لاستكشاف البيئات الماضية، هي تمثيلات رياضية للنظام المناخي للأرض.إنهم يصممون العلاقات بين الغلاف الجوي والغلاف الحيوي والغلاف المائي لإنشاء أفضل نسخة طبق الأصل من الواقع.

تستخدم النماذج المناخية دراسة الظروف الحالية, التنبؤ بالتغيرات في المستقبل و إعادة بناء الماضي.على سبيل المثال، يمكن للعلماء إدخال التركيزات السابقة للغازات الدفيئة، والتي نعرف منها المعلومات المخزنة في فقاعات صغيرة في الجليد القديم, ويمكن للنموذج استخدام تلك المعلومات لمحاكاة درجة الحرارة الماضية.وتُستخدم البيانات المناخية الحديثة والتفاصيل المستمدة من المحفوظات الطبيعية لاختبار دقتها.

تتمتع البيانات البديلة ونماذج المناخ بنقاط قوة مختلفة.

إن العوامل البديلة ملموسة وقابلة للقياس، وغالباً ما يكون لها استجابة مفهومة جيداً لدرجة الحرارة.ومع ذلك، فهي ليست موزعة بالتساوي حول العالم أو عبر الزمن.وهذا يجعل من الصعب إعادة بناء درجات الحرارة العالمية المستمرة.

وفي المقابل، فإن النماذج المناخية مستمرة في المكان والزمان، ولكن على الرغم من أنها غالبًا ما تكون ماهرة جدًا، إلا أنها لن تتمكن أبدًا من التقاط كل تفاصيل النظام المناخي.

لغز درجة الحرارة القديمة

في لدينا ورقة مراجعة جديدة, قمنا بتقييم نظرية المناخ والبيانات البديلة وعمليات محاكاة النماذج، مع التركيز على مؤشرات درجة الحرارة العالمية.لقد درسنا بعناية العمليات التي تحدث بشكل طبيعي والتي تؤثر على المناخ، بما في ذلك التغيرات طويلة المدى في المناخ مدار الأرض حول الشمس, تركيزات غازات الدفيئة، الانفجارات البركانية و قوة الطاقة الحرارية للشمس.

لقد قمنا أيضًا بدراسة التأثيرات المناخية المهمة، مثل تغيرات الغطاء النباتي والجليد البحري، التي يمكن أن تفعل ذلك التأثير على درجة الحرارة العالمية.على سبيل المثال، هناك أدلة قوية على ذلك أقل الجليد البحري في القطب الشمالي و المزيد من الغطاء النباتي كانت موجودة خلال فترة ما قبل حوالي 6000 عام عما كانت عليه في القرن التاسع عشر.وكان من شأن ذلك أن يؤدي إلى قتامة سطح الأرض، مما يجعلها تمتص المزيد من الحرارة.

يقدم نوعا الأدلة لدينا إجابات مختلفة فيما يتعلق باتجاه درجة حرارة الأرض على مدار 6000 عام قبل الانحباس الحراري العالمي الحديث.تُظهر الأرشيفات الطبيعية عمومًا أن متوسط ​​درجة حرارة الأرض منذ حوالي 6000 عام كان أكثر دفئًا حوالي 0.7 درجة مئوية (1.3 فهرنهايت) مقارنة بمتوسط ​​القرن التاسع عشر, ثم يبرد تدريجياً حتى قيام الثورة الصناعية.ووجدنا أن معظم الأدلة تشير إلى هذه النتيجة.

وفي الوقت نفسه، تظهر النماذج المناخية عمومًا اتجاهًا طفيفًا للاحترار، يتوافق مع زيادة تدريجية في ثاني أكسيد الكربون تطورت المجتمعات المعتمدة على الزراعة خلال آلاف السنين بعد ذلك تراجعت الصفائح الجليدية في نصف الكرة الشمالي.

كيفية تحسين التنبؤات المناخية

يسلط تقييمنا الضوء على بعض الطرق لتحسين التنبؤات المناخية.

على سبيل المثال، وجدنا أن النماذج ستكون أكثر قوة إذا كانت تمثل بشكل كامل بعض ردود الفعل المناخية.واحد تجربة نموذج المناخ التي شملت زيادة الغطاء النباتي في بعض المناطق منذ 6000 عام، كانت قادرة على محاكاة ذروة درجة الحرارة العالمية التي نراها في السجلات غير المباشرة، على عكس معظم نماذج المحاكاة الأخرى، التي لا تتضمن هذا الغطاء النباتي الموسع.

فهم ودمج هذه التعليقات وغيرها بشكل أفضل سيكون مهما بينما يواصل العلماء تحسين قدرتنا على التنبؤ بالتغيرات المستقبلية.