Im vergangenen Jahrhundert hat sich die Durchschnittstemperatur der Erde schnell um etwa 1 Grad Celsius erhöht (1,8 Grad Fahrenheit). Die Beweise sind schwer zu bestreiten. Es kommt von Thermometern und anderen Sensoren auf der ganzen Welt.
Aber was ist mit den Tausenden von Jahren vor der industriellen Revolution, vor den Thermometern und bevor die Menschen das Klima erwärmten? Freisetzung von wärmebindendem Kohlendioxid aus fossilen Brennstoffen?
Hat sich damals die Temperatur der Erde erwärmt oder abgekühlt?
Obwohl Wissenschaftler mehr über die letzten 6.000 Jahre wissen als über jedes andere multimilleniale Intervall, sind Studien zu diesem langfristigen globalen Temperaturtrend entstanden gegensätzliche Schlussfolgerungen.
Um zu versuchen, den Unterschied aufzulösen, führten wir eine umfassende, globale Bewertung der vorhandenen Beweise durch, einschließlich sowohl natürlicher Archive wie Baumringe und Meeresbodensedimente als auch von Klimamodellen. Unsere Ergebnisse, veröffentlicht am 15. Februar 2023schlagen Möglichkeiten zur Verbesserung der Klimavorhersage vor, um zu vermeiden, dass einige wichtige, sich langsam bewegende, natürlich vorkommende Klimarückkopplungen übersehen werden.
Globale Erwärmung im Kontext
Wissenschaftler wie wir, die das vergangene Klima studieren, oder Paläoklimasuchen Sie nach Temperaturdaten aus weit zurückliegender Zeit, lange vor Thermometern und Satelliten.
Wir haben zwei Möglichkeiten: Wir können gespeicherte Informationen über das vergangene Klima finden in Naturarchivenoder wir können die Vergangenheit mit simulieren Klimamodelle.
Es gibt mehrere Naturarchive, die Änderungen des Klimas im Laufe der Zeit aufzeichnen. Die Jahresringe, die sich jedes Jahr in bilden Bäume, Stalagmiten Und Korallen kann verwendet werden, um vergangene Temperaturen zu rekonstruieren. Ähnliche Daten finden sich in Gletschereis und in winzigen Schalen gefunden in der Sediment, das sich im Laufe der Zeit auf dem Meeresgrund ablagert oder Seen. Diese dienen als Ersatz oder Stellvertreter für thermometerbasierte Messungen.
Beispielsweise können Änderungen in der Breite von Baumringen erfolgen Temperaturschwankungen aufzeichnen. Wenn die Temperatur während der Vegetationsperiode zu kalt ist, ist der Jahrring, der sich in diesem Jahr bildet, dünner als in einem Jahr mit wärmeren Temperaturen.
Ein weiterer Temperatur-Proxy findet sich im Sediment des Meeresbodens, in den Überresten winziger, im Ozean lebender Kreaturen Foraminiferen. Wenn eine Foraminifere lebt, ist die chemische Zusammensetzung ihrer Schale ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur des Ozeans. Wenn es stirbt, sinkt die Schale und wird im Laufe der Zeit von anderen Trümmern begraben, wodurch Sedimentschichten am Meeresboden entstehen. Paläoklimatologen können dann Sedimentkerne extrahieren und die Schalen in diesen Schichten chemisch analysieren, um ihre Zusammensetzung und ihr Alter zu bestimmen, das manchmal Jahrtausende zurückreicht.
Klimamodelle, unser weiteres Werkzeug zur Erforschung vergangener Umgebungen, sind mathematische Darstellungen des Klimasystems der Erde. Sie modellieren Beziehungen zwischen Atmosphäre, Biosphäre und Hydrosphäre, um unsere beste Nachbildung der Realität zu schaffen.
Klimamodelle sind daran gewöhnt aktuelle Bedingungen studieren, prognostizierte Änderungen in der Zukunft Und die Vergangenheit rekonstruieren. Beispielsweise können Wissenschaftler die uns bekannten vergangenen Treibhausgaskonzentrationen eingeben Informationen, die in winzigen Blasen im alten Eis gespeichert sind, und das Modell kann diese Informationen verwenden, um die vergangene Temperatur zu simulieren. Moderne Klimadaten und Details aus natürlichen Archiven werden verwendet, um ihre Genauigkeit zu testen.
Proxydaten und Klimamodelle haben unterschiedliche Stärken.
Proxys sind greifbar und messbar, und sie haben oft eine gut verstandene Reaktion auf die Temperatur. Sie sind jedoch nicht gleichmäßig über die Welt oder über die Zeit verteilt. Dies macht es schwierig, globale, kontinuierliche Temperaturen zu rekonstruieren.
Im Gegensatz dazu sind Klimamodelle räumlich und zeitlich kontinuierlich, aber obwohl sie oft sehr geschickt sind, werden sie niemals jedes Detail des Klimasystems erfassen.
Ein Paläotemperatur-Rätsel
In unserer neues Übersichtspapierhaben wir Klimatheorie, Proxydaten und Modellsimulationen bewertet, wobei wir uns auf Indikatoren der globalen Temperatur konzentrierten. Wir haben natürlich vorkommende Prozesse, die das Klima beeinflussen, einschließlich langfristiger Schwankungen sorgfältig berücksichtigt Umlaufbahn der Erde um die SonneTreibhausgaskonzentrationen, Vulkanausbrüche Und die Stärke der Wärmeenergie der Sonne.
Wir haben auch wichtige klimatische Rückkopplungen wie Vegetations- und Meereisveränderungen untersucht, die das können globale Temperatur beeinflussen. Zum Beispiel gibt es starke Beweise dafür weniger arktisches Meereis Und mehr Vegetationsdecke existierte vor etwa 6.000 Jahren als im 19. Jahrhundert. Das hätte die Erdoberfläche verdunkelt und mehr Wärme absorbiert.
Unsere beiden Arten von Beweisen bieten unterschiedliche Antworten bezüglich des Temperaturtrends der Erde in den 6.000 Jahren vor der modernen globalen Erwärmung. Naturarchive zeigen im Allgemeinen, dass die Durchschnittstemperatur der Erde vor etwa 6.000 Jahren um wärmer war etwa 0,7 ° C (1,3 ° F) im Vergleich zum Median des 19. Jahrhunderts, und kühlte dann allmählich bis zur industriellen Revolution ab. Wir fanden heraus, dass die meisten Beweise auf dieses Ergebnis hindeuten.
Unterdessen zeigen Klimamodelle im Allgemeinen einen leichten Erwärmungstrend, was einem allmählichen Anstieg des Kohlendioxids entspricht Landwirtschaftliche Gesellschaften entwickelten sich in den Jahrtausenden danach Eisschilde zogen sich zurück auf der Nordhalbkugel.
Wie man Klimaprognosen verbessert
Unsere Bewertung zeigt einige Möglichkeiten zur Verbesserung der Klimaprognosen auf.
Zum Beispiel haben wir festgestellt, dass Modelle leistungsfähiger wären, wenn sie bestimmte Klimarückkopplungen vollständiger darstellen würden. Eins Klimamodellexperiment das vor 6.000 Jahren in einigen Regionen eine erhöhte Vegetationsbedeckung beinhaltete, war in der Lage, die globale Temperaturspitze zu simulieren, die wir in Proxy-Aufzeichnungen sehen, im Gegensatz zu den meisten anderen Modellsimulationen, die diese ausgedehnte Vegetation nicht beinhalten.
Diese und andere Rückmeldungen verstehen und besser einbeziehen wird wichtig sein während Wissenschaftler unsere Fähigkeit verbessern, zukünftige Veränderungen vorherzusagen.
Dieser Artikel wird neu veröffentlicht von Die Unterhaltung unter einer Creative-Commons-Lizenz. Lies das originaler Artikel.