在全球变暖之前地球是变冷还是变暖
准确的气候模型在气候科学和政策中发挥着关键作用，有助于为世界各地的政策制定者和决策者提供信息，因为他们正在考虑如何减缓地球变暖的致命影响并适应已经发生的变化。
为了测试它们的准确性，模型被编程为模拟过去的气候，看看它们是否与地质证据一致。模型模拟可能与证据相冲突。我们怎么知道哪个是正确的?
今天发表在 《自然》杂志上的一篇评论文章 解决了模型和证据之间的这种冲突，即全新世全球温度难题。主要作者 Darrell Kaufman 是地球与可持续发展学院的摄政教授，亚利桑那大学博士后研究员 Ellie Broadman 是在获得博士学位的同时从事这项研究的合著者。在 NAU，分析了过去 12,000 年的大量可用数据，以打破这个难题。该研究以考夫曼所做的工作为基础，该工作被纳入 政府间气候变化专门委员会最新的主要气候报告(IPCC) 并研究与19 世纪末相比，6500 年前的全球平均温度是否更暖，如过去气候信息自然档案的代理证据所示，或更冷，如模型模拟的那样，当时 工业革命导致人为变暖的显着增加。
这项综合评估得出的结论是，大约 6,500 年前的全球平均温度可能变暖，随后出现了在 1800 年代结束的千年降温趋势。但是，他们警告说，尽管最近的研究声称已经解决了这个难题，但不确定性仍然存在。
考夫曼说：“量化过去地球的平均温度，当一些地方变暖而另一些地方变冷时，这是具有挑战性的，需要更多的研究来坚定地解决这个难题。” “但追踪全球平均温度的变化很重要，因为它与衡量人为变暖进程和确定国际谈判目标以限制变暖的指标相同。特别是，我们的审查揭示了我们对缓慢变化的气候变化知之甚少，包括现在由人类启动的力量，这些力量将随着未来千年海平面上升和永久冻土融化而发挥作用。”
我们所知道的
我们对全新世的气候了解得更多，全新世是在 12,000 年前最后一个主要冰河时代结束之后开始的，比其他任何千年时期都多。已发表的研究来自各种自然档案，这些档案存储了有关大气、海洋、冰冻圈和陆地上发生的历史变化的信息;研究推动气候变化的力量，例如地球轨道、太阳辐照度、火山爆发和温室气体;以及将这些力量转化为不断变化的全球温度的气候模型模拟。所有这些类型的研究都包含在本综述中。
迄今为止的挑战是我们的两条重要证据指向相反的方向。古环境“代理”数据，包括来自海洋、湖泊和其他自然档案的证据，表明全球平均温度在大约 6,500 年前达到峰值，然后是全球变冷的趋势，直到人类开始燃烧化石燃料。气候模型通常显示全球平均温度在过去 6,500 年中不断上升。
如果代理数据正确，则表明模型存在缺陷，特别是表明可能加剧全球变暖的气候反馈未得到充分体现。如果气候模型是正确的，那么重建古温度的工具就需要改进。
我们还知道，无论数字呈上升趋势还是下降趋势，过去 6,500 年全球平均温度的变化都是渐进的——可能小于 1 摄氏度(1.8 华氏度)。这低于过去 100 年已经测得的变暖，其中大部分变暖是人为造成的。然而，由于任何幅度的全球温度变化都是显着的，特别是在应对不断变化的温室气体方面，了解 6,500 年前的温度是更高还是更低对于我们了解气候系统和改进对未来气候的预测非常重要。
我们不知道的
这项研究强调了气候模型中的不确定性。如果作者的首选解释——最近的全球变暖之前有 6,500 年的全球变冷——是正确的，那么科学家对自然气候强迫和反馈以及它们如何在模型中表示的理解需要改进。如果它们是错误的，那么科学家们需要提高他们对代用记录中温度信号的理解，并进一步开发分析工具以在全球范围内捕捉这些趋势。
在过去十年中，试图解决全新世全球温度难题一直是气候科学家的首要任务;Broadman 记得在她开始攻读博士学位时阅读了关于该主题的初始论文。2016年。此后的所有研究都增加了对这个问题的理解，这让该领域的科学家更接近全面的理解。最近关于该主题的研究尝试调整代理数据以解决其假定的弱点，将合理的强迫插入气候模型并将代理数据与气候模型输出混合，所有这些都得出了关于难题原因的不同结论。这篇评论退后一步，通过全面的全球范围评估重新审视这个问题，表明我们还不知道这个难题的解决方案。
开发广泛适用的量化过去温度的方法已经成为气候科学家的当务之急。例如，考夫曼的实验室正在测试使用涉及保存在湖泊沉积物中的氨基酸的化学反应作为研究过去温度变化的新方法。结合来自 NAU 的亚利桑那气候和生态系统实验室的新放射性碳测年技术，该技术可以帮助确定全球变暖是否扭转了长期的降温趋势。
为什么重要
Broadman 的工作包括关注科学传播，他创造了伴随研究的数字。这是向受众传达难以理解的结果的重要方式——在气候科学领域，受众多种多样，包括世界各地的教育工作者、决策者、非营利组织和科学家。
“一个有趣的收获是，我们的研究结果证明了区域变化可能对全球平均温度产生的影响。地球某些地区的环境变化，例如北极海冰的减少或现在广阔沙漠中植被覆盖的变化，可能会引起影响整个地球的反馈，”布罗德曼说。“随着当前的全球变暖，我们已经看到一些地区变化非常快。我们的工作强调，其中一些区域变化和反馈对于理解和捕捉气候模型非常重要。”
此外，考夫曼说，准确重建过去温度变化的细节可以深入了解气候对自然和人为气候变化的各种原因的反应。这些响应可作为测试气候模型模拟地球气候系统效果的基准。
“气候模型是详细定量气候预测的唯一来源，因此它们的准确性对于规划最有效的减缓和适应气候变化的战略至关重要，”他说。“我们的审查表明，气候模型低估了可能加剧全球变暖的重要气候反馈。”
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！