stringtranslate.com

Глобальный температурный рекорд

Температурный рекорд за последние 2000 лет (диаграмма, показывающая так называемый средневековый теплый период и малый ледниковый период , не были общепланетными явлениями)

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]

Геологические свидетельства (миллионы лет)

Реконструкция истории климата за последние 5 миллионов лет на основе фракционирования изотопов кислорода в ядрах глубоководных отложений (служащих показателем общей глобальной массы ледниковых щитов), адаптированная к модели орбитального воздействия (Лисецкий и Раймо, 2005). [2] и к температурной шкале, полученной по кернам льда Востока по Petit et al. (1999). [3]

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. Постепенные изменения климата Земли такого рода случались часто за 4540 миллионов лет существования Земли и чаще всего объясняются изменениями конфигурации континентов и океанских морских путей. [ нужна цитата ]

Ледяные керны (800 000 лет назад)

По оценкам температуры ледяных кернов EPICA в Антарктиде более 800 000 лет. Температуры указаны в градусах Цельсия относительно среднего значения за последние 1000 лет; Год 0 — 1950 год.

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.

Локации ледяных кернов

[4]

Всемирный центр палеоклиматологических данных (WDC) хранит файлы данных ледяных кернов ледников и ледяных шапок в полярных и низких широтах гор по всему миру.

Записи ледяных кернов из Гренландии

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.

Записи ледяных кернов Антарктиды

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

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]

Палеоклимат (от 12 000 лет до настоящего времени)

График, показывающий изменения и относительную стабильность климата за последние 12 000 лет.

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.

Годичные кольца и ледяные керны (1000–2000 лет назад)

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 времени, 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]

Косвенные исторические прокси

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]

Спутник и воздушный шар (1950-е – настоящее время)

Климатическая спираль, изображающая ежемесячные аномалии глобальной температуры с 1880 по 2021 год.

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]

Термометры (1850 – настоящее время)

Наборы данных о глобальной средней температуре, полученные от различных научных организаций, демонстрируют существенное согласие относительно прогресса и масштабов глобального потепления: парные корреляции наборов данных 1850+/1880+ превышают 99,1% .
В последние десятилетия новые рекорды высоких температур существенно превзошли новые рекорды низких температур на растущей части поверхности Земли. [25] Сравнение показывает сезонную изменчивость.

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.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Национальные центры экологической информации NOAA, Ежемесячный отчет о глобальном климате за 2022 год, опубликованный онлайн в январе 2023 года, получено 25 июля 2023 года с https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/ 202213.
  2. ^ Лисецки, Лоррейн Э.; Раймо, Морин Э. (январь 2005 г.). «Стопка из 57 глобально распределенных записей бентоса d18O плиоцена-плейстоцена» (PDF) . Палеоокеанография . 20 (1): PA1003. Бибкод : 2005PalOc..20.1003L. дои : 10.1029/2004PA001071. hdl : 2027.42/149224. S2CID  12788441.
    • Приложение: Лисецкий, Л.Е.; Раймо, Мэн (2005). «Плиоцен-плейстоценовая совокупность глобально распространенных записей стабильных изотопов кислорода в бентосе». Пангея . дои : 10.1594/PANGAEA.704257.
  3. ^ Пети, младший; Жузель, Дж.; Рейно, Д.; Барков Н.И.; Барнола, Дж. М.; Базиль, И.; Бендер, М.; Чапеллаз, Дж.; Дэвис, Дж.; Делайг, Г.; Дельмотт, М.; Котляков В.М.; Легран, М.; Липенков В.; Лориус, К.; Пепен, Л.; Ритц, К.; Зальцман, Э.; Стивенард, М. (1999). «Климатическая и атмосферная история последних 420 000 лет на ледяном ядре Восток, Антарктида». Природа . 399 (6735): 429–436. Бибкод : 1999Natur.399..429P. дои : 10.1038/20859. S2CID  204993577.
  4. ^ Брэдли, Раймонд С. (1999). Палеоклиматология: реконструкция климата четвертичного периода . Эльзевир. стр. 158–160.
  5. ^ ab Alley, РБ (15 февраля 2000 г.). «Ледяные керны свидетельствуют о резких изменениях климата». Труды Национальной академии наук . 97 (4): 1331–1334. Бибкод : 2000PNAS...97.1331A. дои : 10.1073/pnas.97.4.1331 . ISSN  0027-8424. ПМК 34297 . ПМИД  10677460. 
  6. ^ Северингхаус, Джеффри П.; Сауэрс, Тодд; Брук, Эдвард Дж.; Элли, Ричард Б.; Бендер, Майкл Л. (январь 1998 г.). «Время резкого изменения климата в конце периода раннего дриаса из-за термически фракционированных газов в полярных льдах». Природа . 391 (6663): 141–146. Бибкод : 1998Natur.391..141S. дои : 10.1038/34346. ISSN  0028-0836. S2CID  4426618.
  7. ^ Уэбб, Роберт С.; Кларк, Питер У.; Кейгвин, Ллойд Д. (1999), «Предисловие», Механизмы глобального изменения климата в тысячелетних временных масштабах , Вашингтон, округ Колумбия: Американский геофизический союз, том. 112, стр. vii–viii, Bibcode : 1999GMS...112D...7W, doi : 10.1029/gm112p0vii (неактивен 13 февраля 2024 г.), ISBN 0-87590-095-Х, получено 18 апреля 2021 г.{{citation}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на февраль 2024 г. ( ссылка )
  8. ^ Шаппеллаз, Жером; Брук, Эд; Блюнье, Томас; Малазе, Бруно (30 ноября 1997 г.). «CH4 и δ18O записей O2 из льдов Антарктики и Гренландии: ключ к объяснению стратиграфических нарушений в нижней части ледяных кернов проекта Гренландского ледяного щита и ледяных кернов проекта 2 проекта Гренландского ледяного щита». Журнал геофизических исследований: Океаны . 102 (С12): 26547–26557. Бибкод : 1997JGR...10226547C. дои : 10.1029/97jc00164 . ISSN  0148-0227.
  9. ^ Хиггинс, Джон А.; Курбатов Андрей Владимирович; Сполдинг, Николь Э.; Брук, Эд; Интрон, Дуглас С.; Чимиак, Лаура М.; Ян, Южен; Маевски, Пол А.; Бендер, Майкл Л. (11 мая 2015 г.). «Состав атмосферы 1 миллион лет назад из голубого льда на холмах Аллан, Антарктида». Труды Национальной академии наук . 112 (22): 6887–6891. Бибкод : 2015PNAS..112.6887H. дои : 10.1073/pnas.1420232112 . ISSN  0027-8424. ПМЦ 4460481 . ПМИД  25964367. 
  10. ^ Брук, Эдвард Дж.; Бьюзерт, Христо (июнь 2018 г.). «История Антарктики и глобального климата по кернам льда». Природа . 558 (7709): 200–208. Бибкод : 2018Natur.558..200B. дои : 10.1038/s41586-018-0172-5. ISSN  0028-0836. PMID  29899479. S2CID  49191229.
  11. ^ Каффи, Курт М.; Клоу, Гэри Д.; Стейг, Эрик Дж.; Бьюзерт, Христо; Фадж, Ти Джей; Кутник, Мишель; Уоддингтон, Эдвин Д.; Элли, Ричард Б.; Северингхаус, Джеффри П. (28 ноября 2016 г.). «Дегляциальная температурная история Западной Антарктиды». Труды Национальной академии наук . 113 (50): 14249–14254. Бибкод : 2016PNAS..11314249C. дои : 10.1073/pnas.1609132113 . ISSN  0027-8424. ПМК 5167188 . ПМИД  27911783. 
  12. ^ Аб Томпсон, Л.Г. (2004), «Записи ледяных кернов на большой высоте, в средних и низких широтах: последствия для нашего будущего», Палеосреда Земли: записи, сохранившиеся в ледниках средних и низких широт , Развитие палеоэкологических исследований, Дордрехт: Kluwer Academic Publishers, vol. 9, стр. 3–15, номер документа : 10.1007/1-4020-2146-1_1 , ISBN. 1-4020-2145-3
  13. ^ Томпсон, LG; Мосли-Томпсон, Э.; Дэвис, Мэн; Лин, П.-Н.; Хендерсон, Калифорния; Коул-Дай, Дж.; Бользан, Дж. Ф.; Лю, К. -б. (7 июля 1995 г.). «Записи кернов тропического льда позднего ледникового периода и голоцена из Уаскарана, Перу». Наука . 269 ​​(5220): 46–50. Бибкод : 1995Sci...269...46T. дои : 10.1126/science.269.5220.46. ISSN  0036-8075. PMID  17787701. S2CID  25940751.
  14. ^ Дж. Т. Хоутон; и др., ред. (2001). «Рисунок 1: Изменения температуры поверхности Земли за последние 140 лет и последнее тысячелетие». Резюме для политиков. Третий оценочный доклад МГЭИК – Изменение климата, 2001 г. Вклад Рабочей группы I. Межправительственная группа экспертов по изменению климата. Архивировано из оригинала 13 ноября 2016 года . Проверено 12 мая 2011 г.
  15. ^ Дж. Т. Хоутон; и др., ред. (2001). Глава 2. Наблюдаемая изменчивость и изменение климата. Изменение климата 2001: Рабочая группа I «Научная основа». Межправительственная комиссия по изменению климата. Архивировано из оригинала 9 марта 2016 года . Проверено 12 мая 2011 г.
  16. ^ abc Национальный исследовательский совет (США). Комитет по реконструкциям приземной температуры за последние 2000 лет Реконструкция приземной температуры за последние 2000 лет (2006), ISBN National Academies Press 978-0-309-10225-4 
  17. ^ Манн, Майкл Э.; Чжан, Чжихуа; Хьюз, Малкольм К.; Брэдли, Рэймонд С.; Миллер, Соня К.; Резерфорд, Скотт; Ни, Фэнбяо (2008). «Прокси-реконструкция изменений температуры полушария и глобальной поверхности за последние два тысячелетия». Труды Национальной академии наук . 105 (36): 13252–13257. Бибкод : 2008PNAS..10513252M. дои : 10.1073/pnas.0805721105 . ПМК 2527990 . ПМИД  18765811. 
  18. ^ «Климатические эпохи, которых не было» . Состояние планеты . 24 июля 2019 г. Проверено 27 ноября 2021 г.
  19. ^ О.Мушкат, Очерк проблем и методов, используемых для исследования истории климата в средние века , (на польском языке), Пшемысль 2014, ISSN  1232-7263
  20. ↑ Падение древнего египетского царства Хасана, Фекри BBC, июнь 2001 г.
  21. ^ «Отчет о глобальной температуре: январь 2019 г.» (PDF) . грн .
  22. ^ «Данные / описание RSS / MSU и AMSU» . Архивировано из оригинала 23 ноября 2012 года . Проверено 26 февраля 2011 г.
  23. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 14 марта 2011 г. Проверено 4 марта 2011 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
  24. ^ «Индекс CCSP».
  25. ^ «Рекорды среднемесячной температуры по всему миру / Временные ряды глобальных площадей суши и океана на рекордных уровнях за октябрь 1951-2023 годов» . NCEI.NOAA.gov . Национальные центры экологической информации (NCEI) Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). Ноябрь 2023 г. Архивировано из оригинала 16 ноября 2023 г.(измените «202310» в URL-адресе, чтобы увидеть годы, отличные от 2023, и месяцы, отличные от 10 = октябрь)
  26. ^ «Что такое «прокси» данные?». NCDC.NOAA.gov . Национальный центр климатических данных, позже названный Национальными центрами экологической информации, входящий в состав Национального управления океанических и атмосферных исследований. 2014. Архивировано из оригинала 10 октября 2014 года.
  27. ^ «GCOS - Deutscher Wetterdienst - Наличие CLIMAT» . gcos.dwd.de. _ Проверено 12 мая 2022 г.
  28. ^ Брохан, П.; Кеннеди, Джей-Джей; Харрис, И.; Тетт, SFB; Джонс, П.Д. (2006). «Оценки неопределенности региональных и глобальных наблюдаемых изменений температуры: новый набор данных за 1850 год». Дж. Геофиз. Рез. 111 (Д12): Д12106. Бибкод : 2006JGRD..11112106B. CiteSeerX 10.1.1.184.4382 . дои : 10.1029/2005JD006548. S2CID  250615.  
  29. ^ «Системы дистанционного зондирования». www.remss.com . Проверено 19 мая 2022 г.
  30. ^ ab МГЭИК (2021). «Резюме для политиков» (PDF) . Основы физической науки. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. ISBN 978-92-9169-158-6.

Внешние ссылки