Группа ученых-климатологов пришла к удивительному выводу о прошлых эпохах Земли, связанных с естественным, глобальным потеплением и похолоданием - в конце концов, они не были глобальными.
Авторы новых исследований в Nature и Nature Geoscience использовали свидетельства древнего климата, собранного по всему миру, от колец деревьев до коралловых рифов, чтобы исследовать темпы и масштабы известных эпизодов потепления или похолодания за последние 2000 лет. Они сообщают, что такие события, как малый ледниковый период и период средневекового потепления, вызванные естественной изменчивостью, на самом деле были скорее региональными, чем глобальными.
Фактически, единственный случай за последние 2000 лет, когда почти вся Земля подверглась значительному потеплению или похолоданию, - это нынешний период изменений, который начался в 20-м веке, согласно исследованию Натана Штайгера, атмосферного ученого в Ламонте. -Догерти Земная обсерватория Колумбийского университета и его коллеги. Исследования показали, что скорость потепления была также выше во второй половине 20-го века, чем в любой аналогичный период последних 2000 лет.
«Нам было удивительно, что согласованность климата до промышленной революции была гораздо более региональной», - говорит Стейгер. «Были региональные периоды холода или тепла, но только в современный период глобальный период потепления сильно отличается от того, что мы видели в прошлом. С одной стороны, неудивительно, что климат в настоящее время принципиально отличается, но это обеспечивает действительно хороший долгосрочный контекст, в котором отчетливо виден этот контраст ».
Предыдущие исследования прошлого климата идентифицировали хорошо известные периоды, когда Земля нагревалась или резко охлаждалась в течение последних 2000 лет. Среди выдающихся эпох - Малый ледниковый период (с 1300 по 1800-е годы), Средневековый теплый период (от 800 до 1200), Холодный период темных веков (от 400 до 800) и Римский теплый период, который произошел в течение первых нескольких веков нашей эры.
«Я думаю, что в прошлом предполагалось, что это, должно быть, глобальные события, и что если у вас есть запись с кольца дерева или ледяного ядра где-то на планете, вы должны увидеть свидетельство средневекового теплого периода или вам следует увидеть свидетельство малого ледникового периода », - говорит Скотт Сент-Джордж, изучающий изменчивость окружающей среды в Университете Миннесоты и не принимавший участия в исследовании.
Но новые исследования предполагают обратное. Например, самый холодный период Малого ледникового периода широко варьировался в зависимости от региона планеты. Самые холодные температуры за последние 2000 лет имели место в 15-м веке в Тихом океане, в 17-м веке в северо-западной Европе и юго-восточной части Северной Америки, а в других местах - только в середине 19-го века.
Найти самый теплый период за последние 2000 лет гораздо проще. Авторы сообщают, что для 98 процентов земного шара самые теплые температуры в последние два тысячелетия имели место в конце 20-го века.
Дымовая труба электростанции в Богатыни, Польша. (Флориан Гертнер / Getty Images) Кевин Анчукайтис, палеоклиматолог из Университета Аризоны, не участвовавший в исследовании, говорит, что идея о том, что средневековый период и маленький ледниковый период не были эпохами глобальных изменений, обсуждалась в предыдущих исследованиях, и недавние выводы авторов подтверждают, что Ранняя работа. «Это были широкие теплые и холодные периоды, в течение которых в разных регионах земного шара были самые холодные или самые теплые периоды в разное время. Для Малого ледникового периода мы знаем, что это связано с вулканизмом », - говорит Анчукайтис.
Одно из исследований также показало, что темпы потепления во второй половине 20-го века были самыми быстрыми за 2000-летний период, основываясь на средних глобальных температурах за период времени в два десятилетия или более. «Мы рассмотрели скорость потепления, насколько быстро он нагревался или охлаждался по всему земному шару за последние 2000 лет, и мы обнаружили, что самое резкое потепление за последние 2000 лет произошло во второй половине 20-го века, что подчеркивает Чрезвычайный характер нынешнего изменения климата », - заявил в ходе брифинга для СМИ соавтор и палеолимнолог из Бернского университета Рафаэль Неуком. Neukom также отметил, что различные прошлые реконструкции климата, проведенные группой, в основном согласуются с прогнозами климатических моделей в масштабе от одного до трех десятилетий, предполагая, что будущие климатические прогнозы этих моделей также могут быть точными в течение следующих нескольких десятилетий.
«Что меня поразило, так это то, насколько прочны ранние реконструкции», - соглашается Ким Кобб, специалист по климату из Технологического института Джорджии, не связанный с исследованиями. «Этот чрезвычайно обогащенный набор данных о новых палеоклиматических записях в сочетании с современным моделированием имеет тенденцию подтверждать более ранние усилия ученых-климатологов, насчитывающие более 20 лет. … Таким образом, идея о том, что изменение климата 20-го века очень необычно и находится вне рамок естественной изменчивости, безусловно, подкрепляется восклицательным знаком теперь с этими новыми усилиями ».
В обоих исследованиях глобальных температурных реконструкций использовались различные методологии, созданные с постоянно растущим хранилищем древних климатических данных, которые хранятся в Прошлых глобальных изменениях или PAGES 2k. Десятки ученых из разных стран мира предоставили около 700 записей в базу данных открытого доступа, добавив подробную информацию о древнем климате, который был обнаружен в ледниковых льдах, океанических отложениях, кольцах деревьев, кораллах и других источниках. Ресурс позволяет ученым воссоздавать широкие снимки глобального климата, которые были бы чрезвычайно сложными всего несколько лет назад.
«Каждая из этих записей требует огромного количества работы в полевых условиях, а затем в лаборатории», - говорит Сент-Джордж. «Когда вы думаете об океанских кораллах, многие из них добываются с помощью подводных упражнений людьми в костюмах для подводного плавания. Трудно найти 1000-летнее дерево, которое может отражать изменения температуры или находить отложения в невозмущенном озере. Так что иногда это действительно сложная задача, и для каждой из точек данных, которые использовались в качестве основы для этих климатических карт, нужно приложить немало усилий ».
Вид на Западное полушарие Земли, снятый метеорологическим спутником NOAA GOES-17 20 мая 2018 года. (NOAA / NASA) Несмотря на то, что палеоклиматологам доступно больше данных, чем когда-либо прежде, Анчукайтис полагает, что для того, чтобы собрать по-настоящему глобальную картину климата в прошлом, необходимо значительно больше работы. «Чтобы добиться прогресса в понимании климата [прошедших 2000 лет], мы должны выйти за рамки применения шведского стола различных статистических методов», - говорит он по электронной почте. Вместо этого ученым нужны новые усилия для сбора палеоклиматических записей из мест и времен, которые недостаточно представлены в сборниках, таких как PAGES 2k.
«Прокси-сеть в основном состоит из колец деревьев Северного полушария, тропические записи (кораллы) быстро уменьшаются к 1600 году, и за пределами антарктических ледяных кернов относительно мало записей в Южном полушарии», - говорит Анчукайтис. «Поэтому заявления о глобальных пространственных структурах до 1600 года, особенно в тропиках и южном полушарии, следует рассматривать с осторожностью».
Исследование Neukom и его коллег также выявило, что огромные извержения вулканов были основной причиной колебаний температуры в течение двух или трех десятилетий, в то время как другие природные факторы, такие как солнечная энергия, не оказывали существенного влияния. Третье, связанное с этим исследование Стефана Бреннимана и его коллег, было сосредоточено исключительно на роли, которую пять массивных извержений вулканов, включая эпизод Тамбора в 1815 году, сыграли в формировании климата в конце Малого ледникового периода. Извержения создали охлаждающий эффект, ослабили муссоны в Африке, вызвав засухи, и изменили тропы штормов над Европой, что привело к увеличению снегопада и росту ледников в Альпах.
Этот вулканически активный период времени, необычный в последние 2000 лет, совпадает с началом индустриализации. Перекрытие делает выявление того, какие факторы повлияли на климат в то время, сложным и чрезвычайно важным.
«Это своего рода маскирует влияние промышленных процессов, где они начинают пропускать больше CO2, потому что они противодействуют друг другу», - говорит Штайгер. «Чтобы вулканы могли остывать, а люди нагревались от выбросов парниковых газов. Сложно разобраться, что к чему.
Взятые вместе, результаты этих трех исследований помогают лучше понять прошлую историю климата Земли и показать, насколько современное изменение климата уникально за последние 2000 лет.
«Они показали, что потепление, которое мы испытали за последние несколько десятилетий, не только больше по величине, чем те изменения, которые мы наблюдали из-за природных факторов в прошлом, [но] оно затрагивает почти всю планету таким же образом, в то же время », - говорит Святой Георгий. «Это действительно отличается от более ранних длительных климатических изменений, вызванных природными факторами, которые иногда затрагивают большую часть планеты, но не приближаются к 100%. Нынешнее потепление, которое мы переживаем, почти повсеместно, и именно это действительно отличает его от более ранних климатических явлений, вызванных естественными причинами ».
