Была ли Земля уже нагрета или глобальное потепление обратило вспять тенденцию к похолоданию?

За последнее столетие средняя температура Земли резко изменилась. увеличилось примерно на 1 градус Цельсия. (1,8 градуса по Фаренгейту).Доказательства трудно оспорить.Оно поступает от термометров и других датчиков по всему миру.

Но как насчет тысячелетий до промышленной революции, до термометров и до того, как люди согрели климат с помощью выделение удерживающего тепло углекислого газа из ископаемого топлива?

В то время температура Земли повышалась или охлаждалась?

Несмотря на то, что учёным известно больше о последних 6000 лет, чем о любом другом многотысячелетнем интервале, исследования этого долгосрочного глобального температурного тренда пришли к выводу, что противоположные выводы.

Чтобы попытаться разрешить эту разницу, мы провели комплексную глобальную оценку существующих доказательств, включая как природные архивы, такие как годичные кольца и отложения морского дна, так и климатические модели.Наши результаты, опубликовано в феврале.15, 2023, предложить способы улучшения прогнозирования климата, чтобы не пропустить некоторые важные медленно меняющиеся, естественные климатические обратные связи.

Глобальное потепление в контексте

Ученые вроде нас, изучающие климат прошлого, или палеоклимат, ищите 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 природных архивах, или мы можем смоделировать прошлое, используя климатические модели.

Существует несколько природных архивов, в которых фиксируются изменения климата с течением времени.Годовые кольца, образующиеся каждый год в деревья, сталагмиты и кораллы может быть использован для восстановления прошлой температуры.Подобные данные можно найти в ледниковый лед и в крошечных раковинах, найденных в осадок, который со временем накапливается на дне океана или озера.Они служат заменой или заменой измерений с помощью термометра.

Например, изменение ширины годичных колец может фиксировать колебания температуры.Если температура в течение вегетационного периода слишком низкая, годичное кольцо, образующееся в этом году, тоньше, чем в год с более теплыми температурами.

Другой показатель температуры обнаружен в отложениях морского дна, в останках крошечных океанских существ, называемых фораминифера.Когда фораминифер жив, химический состав его раковина меняется в зависимости от температуры океана.Когда он умирает, раковина тонет и со временем покрывается другими обломками, образуя слои отложений на дне океана.Затем палеоклиматологи могут извлечь керны отложений и химически проанализировать раковины в этих слоях, чтобы определить их состав и возраст, иногда насчитывающий тысячелетия.

Климатические модели, наш другой инструмент для изучения окружающей среды прошлого, представляют собой математическое представление климатической системы Земли.Они моделируют взаимоотношения между атмосферой, биосферой и гидросферой, чтобы создать лучшую копию реальности.

Климатические модели используются для изучить текущие условия, прогнозировать изменения в будущем и реконструировать прошлое.Например, ученые могут ввести данные о прошлых концентрациях парниковых газов, которые мы знаем из информация хранится в крошечных пузырьках древнего льда, и модель может использовать эту информацию для моделирования прошлой температуры.Современные климатические данные и детали из природных архивов используются для проверки их точности.

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 миру и во времени.Это затрудняет восстановление глобальных непрерывных температур.

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

Палеотемпературная загадка

В нашем новый обзорный документ, мы оценили теорию климата, прокси-данные и модельное моделирование, уделив особое внимание показателям глобальной температуры.Мы тщательно рассмотрели естественные процессы, влияющие на климат, включая долгосрочные изменения климата. Орбита Земли вокруг Солнца, концентрации парниковых газов, извержения вулканов и сила тепловой энергии Солнца.

Мы также изучили важные климатические воздействия, такие как изменения растительности и морского льда, которые могут влиять на глобальную температуру.Например, имеются убедительные доказательства того, что меньше арктического морского льда и больше растительного покрова существовал в период около 6000 лет назад, чем в 19 веке.Это затемнило бы поверхность Земли, заставив ее поглотить больше тепла.

Наши два типа данных предлагают разные ответы относительно тренда температуры на Земле за 6000 лет до современного глобального потепления.Природные архивы обычно показывают, что средняя температура Земли примерно 6000 лет назад была выше на около 0,7 C (1,3 F) по сравнению со средним показателем в XIX веке., а затем постепенно охлаждался до промышленной революции.Мы обнаружили, что большинство доказательств указывают на этот результат.

Между тем, климатические модели обычно показывают небольшую тенденцию к потеплению, соответствующую постепенному увеличению содержания углекислого газа по мере того, как общества, основанные на сельском хозяйстве, разработали в течение тысячелетий после ледяные щиты отступили в Северном полушарии.

Как улучшить климатические прогнозы

Наша оценка указывает на некоторые способы улучшения климатических прогнозов.

Например, мы обнаружили, что модели были бы более эффективными, если бы они более полно отражали определенные климатические воздействия.Один эксперимент с климатической моделью которая включала увеличение растительного покрова в некоторых регионах 6000 лет назад, смогла смоделировать глобальный пик температуры, который мы видим в прокси-записях, в отличие от большинства других модельных симуляций, которые не включают эту расширенную растительность.

Понимание и лучшее использование этих и других отзывов будет важно поскольку ученые продолжают совершенствовать нашу способность предсказывать будущие изменения.