En gruppe klimaforskere har nådd en overraskende konklusjon om jordas tidligere tidsepoker av naturlig drevet, global oppvarming og avkjøling - de var tross alt ikke globale.
Forfatterne av nye studier i Nature and Nature Geoscience brukte bevis på gamle klimaer samlet rundt om i verden, fra treringer til korallrev, for å undersøke tempoet og omfanget av kjente episoder med oppvarming eller kjøling de siste 2000 årene. De rapporterer at hendelser som den lille istiden og den middelalderske varme perioden, drevet av naturlig variasjon, faktisk var mer regionale enn globale i omfang.
Faktisk er den eneste gangen de siste 2000 årene som nesten hele jorden har gjennomgått betydelig oppvarming eller avkjøling, den nåværende endringsperioden som begynte på 1900-tallet, ifølge forskningen til Nathan Steiger, en atmosfærisk forsker ved Lamont -Doherty Earth Observatory ved Columbia University, og kolleger. Oppvarmingshastigheten var også høyere i løpet av andre halvdel av 1900-tallet enn i noen lignende periode de siste 2000 årene, fant studiene.
"Det var overraskende for oss at sammenhengen i klimaet, før den industrielle revolusjonen, var mye mer regional, " sier Steiger. "Det var regionale perioder med kulde eller varme, men det er bare i den samtidige perioden der det er en global varm periode som er veldig annerledes enn hva vi ser tidligere. På den ene siden er det ikke så overraskende at klimaet nå er grunnleggende annerledes, men dette gir en veldig fin langsiktig kontekst der man tydelig kan se den kontrasten. ”
Tidligere studier av tidligere klima har identifisert kjente perioder da Jorden varmet eller avkjølte brått i løpet av de siste 2000 årene. Stående tidsepoker inkluderer den lille istiden (1300- til 1800-tallet), den middelalderske varme perioden (800 til 1200), den mørke alderen kalde perioden (400 til 800), og den romerske varme perioden, som skjedde i løpet av de første århundrene e.Kr.
"Jeg tror at tidligere i antakelsen var at dette må ha vært globale hendelser, og at hvis du har en oversikt fra en trering eller en iskjerne et sted på planeten, skulle du se bevis på den middelalderske varme perioden eller du burde se bevis på den lille istiden, sier Scott St. George, som studerer miljøvariabilitet ved University of Minnesota og ikke var involvert i forskningen.
Men de nye studiene antyder noe annet. For eksempel varierte den kaldeste perioden i den lille istiden veldig avhengig av planeten. De kaldeste temperaturene de siste 2000 årene skjedde på 1400-tallet i Stillehavet, 1600-tallet i Nordvest-Europa og sørøst i Nord-Amerika, og andre steder ikke før på midten av 1800-tallet.
Det er langt enklere å finne den varmeste perioden de siste 2000 årene. For 98 prosent av kloden skjedde de varmeste temperaturene de to siste årtusenene på slutten av 1900-tallet, melder forfatterne.
Smokestack av en lignittfyrt kraftstasjon i Bogatynia, Polen. (Florian Gaertner / Getty Images) Kevin Anchukaitis, en paleoklimatolog ved University of Arizona som ikke var involvert i forskningen, sier ideen om at middelalderen og Little Ice Age ikke var tidsepoker for virkelig global endring har blitt diskutert i tidligere studier, og forfatternes nylige konklusjoner støtter at tidligere arbeid. “Det var brede varme og kalde perioder, der forskjellige regioner i kloden hadde de kaldeste eller varmeste periodene til forskjellige tider. For den lille istiden vet vi at dette er knyttet til vulkanisme, sier Anchukaitis.
En av studiene fant også at oppvarmingshastighetene i løpet av andre halvdel av 1900-tallet var de raskeste i 2000 år, basert på globale gjennomsnittstemperaturer over tidsperioder på to tiår eller mer. "Vi så på oppvarmingsfrekvensen, hvor raskt den varmet eller avkjøles over hele kloden de siste 2000 årene, og vi fant ut at den mest drastiske oppvarmingen de siste 2000 årene skjedde i løpet av andre halvdel av 1900-tallet, noe som fremhever ekstraordinær karakter av dagens klimaendringer, ”sa medforfatter og paleolimnolog Raphael Neukom ved University of Bern i en mediebriefing. Neukom bemerket også at teamets ulike klimakonstruksjoner i fortiden stort sett var enige i prediksjonene av klimamodeller i omfanget av ett til tre tiår, noe som antydet at de modellenes fremtidige klimaprognoser også kan være nøyaktige i løpet av de neste tiårene.
"Det som slo meg er hvor robuste de tidligere rekonstruksjonene er, " sier Kim Cobb, klimaforsker ved Georgia Institute of Technology uten tilknytning til forskningen, er enig. "Dette enormt berikede datasettet med nye paleoklima-poster, kombinert med avansert modellering, har en tendens til å bekrefte tidligere innsats fra klimaforskere som går 20 år eller mer. … Så ideen om at klimaforandringer fra 1900-tallet er veldig uvanlig, og utenfor raseriet av naturlig variabilitet, blir absolutt forsterket med et utropstegn nå med denne nye innsatsen. ”
Begge studiens globale temperaturrekonstruksjoner brukte flere metodologier, skapt med det stadig voksende depot av gamle klimadata som ble opprettholdt i Past Global Change eller PAGE 2k. Flere titalls forskere fra land rundt om i verden har bidratt med nesten 700 poster til databasen med åpen tilgang, og har lagt til detaljer om gammelt klima som ble avdekket i is, havsedimenter, treringer, koraller og andre kilder. Ressursen gjør det mulig for forskere å gjenskape brede øyeblikksbilder av globalt klima som ville vært ekstremt vanskelig for bare noen få år siden.
"Hver og en av disse postene krever enormt mye arbeid i feltet og deretter på laboratoriet, " sier St. George. “Når du tenker på havkoraller, blir mange av dem gjenvunnet ved hjelp av et undervannsbor av mennesker i dykkingdrakter. Det er vanskelig å finne et 1000 år gammelt tre som kan gjenspeile temperaturendringer eller finne sedimenter i en uforstyrret innsjø. Så det er en virkelig utfordring noen ganger, og det er mye arbeid som går inn på hvert enkelt av datapunktene som ble brukt som grunnlag for disse klimakartene. ”
En utsikt over jordas vestlige halvkule fanget av NOAAs GOES-17 værsatellitt 20. mai 2018. (NOAA / NASA) Til tross for at mer data er tilgjengelig for paleoklimatologer enn noen gang før, mener Anchukaitis at det må gjøres betydelig mer arbeid hvis forskere skal samle et virkelig globalt bilde av tidligere klima. "For å gjøre fremskritt i å forstå klimaet i [de siste 2000 årene], bør vi gå videre enn å bruke et smorgasbord med forskjellige statistiske metoder, " sier han via e-post. I stedet trenger forskere en fornyet innsats for å samle paleoclimate poster fra steder og tider som er underrepresentert i samlinger som SIDE 2k.
"Proxy-nettverket er stort sett tre-ringer på den nordlige halvkule, tropiske rekorder (koraller) avtar raskt innen 1600, og det er relativt få poster på den sørlige halvkule utenfor de antarktiske iskjernene, " sier Anchukaitis. "Så krav om globale romlige mønstre før 1600, spesielt for tropene og den sørlige halvkule, må sees på en forsiktig måte."
Neukom og kollegers studie fant også at enorme vulkanutbrudd var en viktig drivkraft for temperatursvingninger ved tidsrom på to eller tre tiår, mens andre naturlige faktorer, som solproduksjon, ikke så ut til å ha noen betydelig innflytelse. En tredje, relatert studie av Stefan Brönnimann og kolleger fokuserte utelukkende på den rollen som fem massive vulkanutbrudd, inkludert Tambora-episoden fra 1815, hadde for å forme klima ved slutten av den lille istiden. Utbruddene skapte en avkjølende effekt, svekket monsuner i Afrika forårsaker tørke, og skiftet stormspor over Europa som resulterte i økt snøfall og brevekst i Alpene.
Denne vulkansk aktive tidsperioden, uvanlig de siste 2000 årene, faller sammen med starten av industrialiseringen. Overlappingen gjør erting av hvilke faktorer som påvirket klima på den tiden både vanskelig og ekstremt viktig.
"Det maskerer liksom effekten av industrielle prosesser, der de begynner å utelate mer CO2, fordi de motvirker hverandre, " sier Steiger. ”Så vulkaner kunne kjøle seg ned, og mennesker ville varme seg ved frigjøring av klimagasser. Det er vanskelig å analysere hva som er hva. "
Sammensatt hjelper funnene fra disse tre studiene til å bedre vår forståelse av jordas tidligere klimahistorie og synliggjøre hvordan moderne klimaendringer er unike de siste 2000 årene.
"De har vist at ikke bare var den oppvarmingen vi har opplevd de siste tiårene større i størrelsesorden enn den slags endringer vi har sett på grunn av naturlige faktorer i fortiden, [men] det påvirker nesten hele planeten på samme måte på samme tid, sier St. George. ”Det er virkelig annerledes enn tidligere langvarige klimaendringer på grunn av naturlige faktorer som noen ganger påvirket en stor del av planeten, men ikke noe i nærheten av 100 prosent. Den nåværende oppvarmingen som vi går gjennom er nesten overalt, og det er det som virkelig gjør det forskjellig fra tidligere klimatiske hendelser på grunn av naturlige årsaker. "
