地球はすでに温暖化しているのでしょうか、それとも地球温暖化が寒冷化傾向を逆転させたのでしょうか？

過去 1 世紀にわたって、地球の平均気温は急速に上昇しました 約1℃上昇 (華氏1.8度)。証拠に異議を唱えるのは難しい。これは世界中の温度計やその他のセンサーから来ています。

しかし、産業革命以前、温度計が登場する前、そして人類が気候を温暖化させる以前の数千年はどうだったでしょうか。 化石燃料から熱を閉じ込める二酸化炭素を放出する?

当時、地球の温度は上昇していたのでしょうか、それとも冷却していましたか?

科学者たちは最近の 6,000 年間について他の数千年時代のどの期間よりも詳しく知っているにもかかわらず、この長期的な地球の気温傾向に関する研究は、 対照的な結論.

この違いを解決するために、私たちは年輪や海底堆積物などの自然アーカイブと気候モデルの両方を含む既存の証拠の包括的かつ地球規模の評価を実施しました。私たちの結果は、 2月に出版されました2023 年 15 日, 、ゆっくりと自然に発生する重要な気候フィードバックを見逃さないように、気候予測を改善する方法を提案します。

地球温暖化の背景

過去の気候を研究する私たちのような科学者、あるいは 古気候, 、温度計や衛星が登場するずっと前、はるか昔に遡って温度データを探します。

選択肢は 2 つあります。保存されている過去の気候に関する情報を見つけることができます 自然アーカイブの中で, または、次を使用して過去をシミュレートすることもできます 気候モデル.

長期にわたる気候の変化を記録する自然アーカイブがいくつかあります。毎年形成される年輪は、 木々, 石筍 そして サンゴ 過去の温度を再構築するために使用できます。同様のデータは次の場所にもあります。 氷河の氷 そして小さな貝殻の中に 海の底に時間の経過とともに堆積する堆積物 または 湖. 。これらは、温度計ベースの測定の代替またはプロキシとして機能します。

たとえば、年輪の幅が変化すると、 温度変動を記録する. 。生育期の気温が低すぎると、その年に形成される年輪は気温が暖かい年に比べて薄くなります。

別の温度の代理物質は、海底の堆積物や、海に生息する小さな生物の残骸の中に発見されています。 有孔虫. 。有孔虫が生きているときの化学組成は、 貝殻は海の温度によって変化する. 。貝が死ぬと、貝殻は沈み、時間の経過とともに他の破片に埋もれ、海底に堆積物の層が形成されます。古気候学者はその後、堆積物のコアを抽出し、それらの層の殻を化学分析して、その組成と年代、時には数千年前まで遡ることができます。

過去の環境を調査するためのもう 1 つのツールである気候モデルは、地球の気候システムを数学的に表現したものです。彼らは大気圏、生物圏、水圏の間の関係をモデル化し、現実の最良のレプリカを作成します。

気候モデルは次の目的で使用されます。 現状を勉強する, 将来の変化を予測する そして 過去を再構築する. 。たとえば、科学者は温室効果ガスの過去の濃度を入力できます。 古代の氷の小さな泡の中に情報が保存されている, 、モデルはその情報を使用して過去の温度をシミュレートできます。最新の気候データと自然アーカイブの詳細を使用して、その正確性をテストします。

プロキシ データと気候モデルには異なる強みがあります。

プロキシは具体的で測定可能であり、多くの場合、温度に対するよく理解された反応を示します。ただし、それらは世界中または時間を通じて均等に分布しているわけではありません。このため、地球全体の連続的な気温を再構築することが困難になります。

対照的に、気候モデルは空間と時間において連続的ですが、多くの場合非常に優れていますが、気候システムのすべての詳細を捉えることはできません。

古温度の難問

私たちの中で 新しいレビューペーパー, 、地球の気温の指標に焦点を当てて、気候理論、代理データ、モデルシミュレーションを評価しました。私たちは、長期的な変動を含め、気候に影響を与える自然発生のプロセスを慎重に検討しました。 太陽の周りの地球の軌道, 、温室効果ガス濃度、 火山噴火 そして 太陽の熱エネルギーの強さ.

また、植生や海氷の変化などの重要な気候フィードバックも調査しました。 地球の気温に影響を与える. 。たとえば、次のような強力な証拠があります。 北極の海氷が減る そして より多くの植生カバー 19世紀より約6000年前の時代に存在していました。そうなれば地球の表面は暗くなり、より多くの熱が吸収されることになるだろう。

私たちの 2 種類の証拠は、現代の地球温暖化以前の 6,000 年間の地球の温度傾向に関して異なる答えを提供します。自然アーカイブは一般的に、約 6,000 年前の地球の平均気温は、 19 世紀の中央値と比較して約 0.7 ℃ (1.3 °F), その後、産業革命まで徐々に寒冷化しました。ほとんどの証拠がこの結果を示していることがわかりました。

一方、気候モデルは一般にわずかな温暖化傾向を示しており、これは二酸化炭素の漸進的な増加に対応しています。 農業に基づいた社会が発展した その後何千年もの間 氷床が後退した 北半球では。

気候予測を改善する方法

私たちの評価では、気候予測を改善するためのいくつかの方法が強調されています。

たとえば、モデルが特定の気候フィードバックをより完全に表現できれば、モデルはより強力になることがわかりました。1つ 気候モデル実験 6,000 年前の一部の地域における植生の拡大を含むこのモデルでは、この拡大した植生を含まない他のほとんどのモデル シミュレーションとは異なり、代理記録に見られる地球の気温のピークをシミュレートすることができました。

これらおよびその他のフィードバックを理解し、より適切に取り入れる 重要になります 科学者は将来の変化を予測する能力を向上させ続けています。