Глобальные температурные рекорды показывают колебания температуры атмосферы и океанов в различные промежутки времени. Существуют многочисленные оценки температур с конца плейстоценового оледенения , особенно в эпоху нынешнего голоцена . Некоторая информация о температуре доступна благодаря геологическим данным, насчитывающим миллионы лет. Совсем недавно информация из ледяных кернов охватывает период от 800 000 лет до настоящего времени до настоящего времени. Изучение палеоклимата охватывает период времени от 12 000 лет назад до настоящего времени. Годичные кольца и измерения ледяных кернов могут дать данные о глобальной температуре за 1000-2000 лет до настоящего времени и до настоящего времени. Наиболее подробные сведения существуют с 1850 года, когда начались методические записи по термометрам . Модификации экрана типа Стивенсона были внесены для единообразия приборных измерений примерно в 1880 году. [1]
В более длительных временных масштабах керны отложений показывают, что циклы ледников и межледниковий являются частью фазы углубления в течение длительного ледникового периода, который начался с оледенения Антарктиды примерно 40 миллионов лет назад. Эта фаза углубления и сопутствующие циклы в основном начались примерно 3 миллиона лет назад с ростом континентальных ледниковых щитов в Северном полушарии. Подобные постепенные изменения климата Земли случались часто во время существования планеты Земля. Некоторые из них объясняются изменением конфигурации континентов и океанов вследствие дрейфа континентов . [ нужна цитата ]
Еще более долгосрочные записи существуют для немногих участков: возраст недавнего антарктического ядра EPICA достигает 800 тыс. лет; многие другие достигают возраста более 100 000 лет. Ядро EPICA охватывает восемь ледниковых/межледниковых циклов. Ядро NGRIP из Гренландии простирается более чем на 100 тысяч лет назад, из них 5 тысяч лет назад в эемском межледниковье . Хотя крупномасштабные сигналы от ядер ясны, существуют проблемы с интерпретацией деталей и связью изотопных вариаций с температурным сигналом.
Всемирный центр палеоклиматологических данных (WDC) хранит файлы данных ледяных кернов ледников и ледяных шапок в полярных и низкоширотных горах по всему миру.
В качестве палеотермометрии ледяной керн в центральной Гренландии показал последовательные записи изменений поверхностной температуры. [5] Согласно записям, изменения глобального климата происходят быстро и широкомасштабно. Фаза нагрева требует лишь простых шагов, однако процесс охлаждения требует большего количества предпосылок и основ. [6] Кроме того, в Гренландии зафиксированы самые четкие записи резких изменений климата в ледяном ядре, и нет других записей, которые могли бы показать тот же временной интервал с таким же высоким временным разрешением. [5]
Когда ученые исследовали захваченный газ в пузырьках ледяного керна, они обнаружили, что концентрация метана в ледяном керне Гренландии значительно выше, чем в антарктических образцах того же возраста. Записи об изменении разницы концентраций между Гренландией и Антарктикой показывают изменение широтного распределения. источников метана. [7] Увеличение концентрации метана, зафиксированное в ледяных кернах Гренландии, означает, что глобальная площадь водно-болотных угодий сильно изменилась за последние годы. [8] Как компонент парниковых газов, метан играет важную роль в глобальном потеплении. Изменение содержания метана в записях Гренландии, несомненно, вносит уникальный вклад в глобальные температурные рекорды.
Антарктический ледниковый щит возник в позднем эоцене, бурение восстановило рекорд в 800 000 лет в Куполе Конкордия , и это самый длинный доступный ледяной керн в Антарктиде. В последние годы все больше и больше новых исследований предоставляют более старые, но отдельные записи. [9] Благодаря уникальности антарктического ледяного покрова, антарктическое ледяное ядро не только фиксирует глобальные изменения температуры, но и содержит огромное количество информации о глобальных биогеохимических циклах, динамике климата и резких изменениях глобального климата. [10]
Сравнивая с текущими климатическими данными, записи ледяных кернов в Антарктиде еще раз подтверждают это полярное усиление . [11] Хотя Антарктида покрыта ледяными кернами, плотность довольно низкая, учитывая площадь Антарктиды. Исследование большего количества буровых станций является основной целью нынешних исследовательских институтов.
Записи ледяных кернов из регионов низких широт не так распространены, как записи из полярных регионов, однако эти записи по-прежнему дают ученым много полезной информации. Ледяные керны в регионах низких широт обычно располагаются в высокогорных районах. Запись в Гулии — самая длинная запись из низкоширотных и высокогорных регионов, охватывающая более 700 000 лет. [12] Согласно этим записям, ученые нашли доказательства, которые могут доказать, что последний ледниковый максимум (LGM) был холоднее в тропиках и субтропиках, чем считалось ранее. [13] Кроме того, записи из регионов низких широт помогли ученым подтвердить, что 20-й век был самым теплым периодом за последние 1000 лет. [12]
За всю историю Земли было сделано множество оценок прошлых температур . Область палеоклиматологии включает древние температурные рекорды. Поскольку настоящая статья ориентирована на недавние температуры, основное внимание здесь уделяется событиям, произошедшим после отступления плейстоценовых ледников . 10 000 лет эпохи голоцена охватывают большую часть этого периода, начиная с конца тысячелетнего похолодания Северного полушария Младшего дриаса . Климатический оптимум голоцена в целом был теплее, чем в 20 веке, но с начала позднего дриаса были отмечены многочисленные региональные вариации.
Прокси -измерения можно использовать для восстановления температурных рекордов до исторического периода. Такие величины, как ширина годичных колец , рост кораллов , вариации изотопов в ледяных кернах , океанских и озерных отложениях, пещерных отложениях , окаменелостях , ледяных кернах , температурах скважин и данных о длине ледников , коррелируют с климатическими колебаниями. На их основе были выполнены косвенные реконструкции температуры за последние 2000 лет для северного полушария, а также в более коротких временных масштабах для южного полушария и тропиков. [14] [15] [16]
Географический охват этих косвенных показателей неизбежно является скудным, а различные косвенные показатели более чувствительны к более быстрым колебаниям. Например, кольца деревьев, ледяные керны и кораллы обычно демонстрируют изменения в годовом масштабе, но реконструкция скважин зависит от скорости термодиффузии , и мелкомасштабные колебания не учитываются. Даже самые лучшие прокси-записи содержат гораздо меньше наблюдений, чем худшие периоды записей наблюдений, и пространственное и временное разрешение полученных реконструкций соответственно является грубым. Связать измеренные прокси с интересующей переменной, такой как температура или количество осадков, весьма нетривиально. Наборы данных из нескольких взаимодополняющих прокси, охватывающих перекрывающиеся периоды времени и области, согласовываются для получения окончательных реконструкций. [16] [17]
Были выполнены прокси-реконструкции, охватывающие 2000 лет назад, но реконструкции за последние 1000 лет подтверждаются все большим количеством независимых наборов данных более высокого качества. Эти реконструкции указывают: [16]
Помимо естественных числовых показателей (например, ширины годичных колец) существуют записи исторического периода человечества, которые можно использовать для вывода о климатических изменениях, в том числе: сообщения о морозных ярмарках на Темзе ; записи хороших и плохих урожаев; даты весеннего цветения или окота; необыкновенные выпадения дождя и снега; а также необычные наводнения или засухи. [19] Такие записи можно использовать для определения исторических температур, но, как правило, более качественно, чем естественные косвенные данные.
Недавние данные свидетельствуют о том, что внезапный и кратковременный климатический сдвиг между 2200 и 2100 годами до нашей эры произошел в регионе между Тибетом и Исландией , при этом некоторые данные свидетельствуют о глобальных изменениях. Результатом стало похолодание и уменьшение количества осадков. Считается , что это основная причина распада Старого Египетского царства . [20]
Измерения температуры атмосферы на различных высотах с помощью радиозондов с метеозондами начинают приближаться к глобальному охвату в 1950-х годах. С декабря 1978 года устройства микроволнового зондирования на спутниках собирают данные, которые можно использовать для определения температуры в тропосфере .
Несколько групп проанализировали спутниковые данные для расчета температурных трендов в тропосфере. И Университет Алабамы в Хантсвилле (UAH), и частная корпорация Remote Sensing Systems (RSS), финансируемая НАСА, обнаруживают тенденцию к росту.
Для нижней тропосферы гривна обнаружила глобальную среднюю тенденцию в период с 1978 по 2019 год на уровне 0,130 градуса Цельсия за десятилетие. [21] RSS выявило тенденцию повышения температуры на 0,148 градусов по Цельсию за десятилетие до января 2011 года. [22]
В 2004 году ученые обнаружили тенденцию +0,19 градусов по Цельсию за десятилетие, если применить их к набору данных RSS. [23] Другие обнаружили рост на 0,20 градуса Цельсия за десятилетие в период с 1978 по 2005 год, с тех пор набор данных не обновлялся. [24]
Инструментальная запись температуры — это запись температур в пределах климата Земли, основанная на прямом измерении температуры воздуха и океана с помощью термометров и других термометрических устройств. Инструментальные записи температуры отличаются от косвенных реконструкций с использованием косвенных климатических данных, таких как годичные кольца и океанские отложения. [26] Данные приборов собираются с тысяч метеорологических станций, буев и кораблей по всему миру. Хотя во многих густонаселенных районах наблюдается высокая плотность измерений, наблюдения более широко распространены в малонаселенных районах, таких как полярные регионы и пустыни, а также во многих частях Африки и Южной Америки. [27] Исторически измерения проводились с использованием ртутных или спиртовых термометров, показания которых считывались вручную, но все чаще используются электронные датчики, которые передают данные автоматически. Данные о глобальной средней приземной температуре обычно представляются как аномалии, а не как абсолютные температуры. Аномалия температуры измеряется относительно эталонного значения (также называемого базовым периодом или долгосрочным средним значением). Например, обычно используемым базовым периодом является период 1951-1980 годов.
Самый продолжительный температурный рекорд — это серия данных о температуре Центральной Англии , которая начинается в 1659 году. Самые продолжительные квазиглобальные рекорды начинаются в 1850 году. [28] Температуры также измеряются в верхних слоях атмосферы с использованием различных методов, включая радиозонды. запущен с использованием метеозондов, различных спутников и самолетов. [29] Спутники широко используются для мониторинга температуры в верхних слоях атмосферы, но на сегодняшний день, как правило, не используются для оценки изменения температуры на поверхности. В последние десятилетия глобальные наборы данных о температуре поверхности были дополнены обширной выборкой данных о температуре океана на различных глубинах, что позволяет оценить содержание тепла в океане .
Данные показывают тенденцию к росту средней глобальной приземной температуры (т.е. глобальное потепление ), вызванную антропогенными выбросами парниковых газов . Согласно множеству независимо созданных наборов данных, глобальная средняя и совокупная температура поверхности суши и океана показывает потепление на 1,09 °C (диапазон: от 0,95 до 1,20 °C) с 1850–1900 по 2011–2020 годы. [30] : 5 Эта тенденция наблюдается быстрее с 1970-х годов, чем в любой другой 50-летний период, по крайней мере, за последние 2000 лет. [30] : 8 В рамках этой долгосрочной восходящей тенденции существует краткосрочная изменчивость из-за естественной внутренней изменчивости (например, ЭНЮК , извержение вулкана ), но рекордные максимумы происходят регулярно.{{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )