Запись температуры за последние 2000 лет реконструируется с использованием данных косвенных климатических записей в сочетании с современными инструментальными данными о температуре , которые охватывают только последние 170 лет в глобальном масштабе. Крупномасштабные реконструкции, охватывающие часть или все 1-е и 2-е тысячелетия, показали, что последние температуры являются исключительными: Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата за 2007 год пришел к выводу, что «Средние температуры в Северном полушарии во второй половине 20-го века были весьма вероятно, выше, чем в любой другой 50-летний период за последние 500 лет, и, вероятно, самый высокий, по крайней мере, за последние 1300 лет». Кривая, показанная на графиках этих реконструкций, широко известна как график хоккейной клюшки из-за резкого повышения температур в течение последнего столетия. По состоянию на 2010 год эта широкая модель была подтверждена более чем двумя дюжинами реконструкций с использованием различных статистических методов и комбинаций косвенных записей, с вариациями того, насколько плоским выглядит «вал» до 20-го века. Редкость прокси-записей приводит к значительной неопределенности за более ранние периоды. [2][обновлять]
Отдельные косвенные записи, такие как ширина и плотность годичных колец, используемые в дендроклиматологии , калибруются по инструментальным данным за период перекрытия. Сети таких записей используются для восстановления прошлых температур для регионов: прокси годичных колец использовались для восстановления внетропических температур в Северном полушарии (в тропиках деревья не образуют колец), но они ограничены сушей и редки в Южном полушарии, которое является в основном океан. Более широкий охват обеспечивается за счет мультипрокси-реконструкций, включающих такие косвенные данные, как отложения озер, ледяные керны и кораллы, которые встречаются в разных регионах, и использования статистических методов для сопоставления этих более редких косвенных данных с большим количеством записей о годичных кольцах. Метод «Композитное плюс масштабирование» (CPS) широко используется для крупномасштабных мультипрокси-реконструкций средних температур полушария или мира; это дополняется методами реконструкции климатического поля (CFR), которые показывают, как климатические модели развивались на больших пространственных территориях, что делает реконструкцию полезной для исследования естественной изменчивости и долгосрочных колебаний, а также для сравнения с моделями, полученными с помощью климатических моделей.
В течение 1900 лет до 20-го века вполне вероятно, что следующий самый теплый период приходился на период с 950 по 1100 годы с пиками в разное время в разных регионах. Этот период получил название Средневекового теплого периода , и некоторые данные свидетельствуют о широко распространенном похолодании в период примерно 17-го века, известном как Малый ледниковый период . В «споре о хоккейной клюшке» отрицатели изменения климата утверждали, что средневековый теплый период был теплее, чем в настоящее время, и оспаривали данные и методы реконструкции климата.
Согласно шестому оценочному докладу МГЭИК , за последние 170 лет деятельность людей привела к повышению глобальной температуры до самого высокого уровня за последние 2000 лет. Нынешний многовековой период является самым теплым за последние 100 000 лет. [3] Температура в 2011–2020 годах была на 1,09 °C выше, чем в 1859–1890 годах. Температура на суше выросла на 1,59 °C, а над океаном — на 0,88 °C. [3] В 2020 году температура была на 1,2 °C выше, чем в доиндустриальную эпоху. [4] В сентябре 2023 года температура была на 1,75 °C выше доиндустриального уровня, а в течение всего 2023 года ожидается, что она будет на 1,4 °C выше него. [5]
Безусловно, лучший наблюдаемый период приходится на период с 1850 года по настоящее время, причем со временем охват улучшается. За этот период недавние инструментальные данные , в основном основанные на прямых показаниях термометров , имели примерно глобальный охват. Это свидетельствует об общем потеплении глобальной температуры.
До этого времени необходимо использовать различные прокси. Эти прокси менее точны, чем прямые измерения термометра, имеют более низкое временное разрешение и меньший пространственный охват. Единственное их преимущество состоит в том, что они позволяют восстановить более длинные записи. Поскольку прямая запись температуры более точна, чем прокси (действительно, она необходима для их калибровки), она используется, когда она доступна: т. е. с 1850 года и далее.
Поскольку до 1850 года имеется мало инструментальных записей, температуру до этого времени необходимо реконструировать на основе косвенных методов. Один из таких методов, основанный на принципах дендроклиматологии , использует ширину и другие характеристики годичных колец для определения температуры. Изотопный состав снега, кораллов и сталактитов также можно использовать для определения температуры. Другие методы, которые использовались, включают изучение записей о времени сбора урожая, линии деревьев в различных местах и других исторических записей, чтобы сделать выводы о температуре. Эти прокси-реконструкции представляют собой косвенные выводы о температуре и, следовательно, имеют большую неопределенность, чем инструментальные данные.
Большинство прокси-записей необходимо калибровать по местным записям температуры в период их перекрытия, чтобы оценить взаимосвязь между температурой и прокси-записями. Затем более длительная история прокси используется для восстановления температуры по более ранним периодам.
Прокси-записи должны быть каким-то образом усреднены, если требуется глобальная запись или запись полушария. Метод «Композитное плюс масштабирование» (CPS) широко используется для крупномасштабных мультипрокси-реконструкций средних температур полушария или мира. Это дополняется методами реконструкции климатического поля (CFR), которые показывают, как климатические модели развивались на больших пространственных территориях.
При усреднении необходимо проявлять значительную осторожность; например, если в определенном регионе имеется большое количество записей о годичных кольцах, простое среднее значение всех данных приведет к сильному завышению веса этого региона, и чтобы избежать такого завышения веса, используются статистические методы. В реконструкциях CFR Mann, Bradley & Hughes 1998 и Mann, Bradley & Hughes 1999 анализ главных компонентов использовался для объединения некоторых из этих региональных записей до того, как они были объединены в глобальном масштабе. Важное различие существует между так называемыми «мультипрокси» реконструкциями, которые пытаются получить глобальную реконструкцию температуры с использованием нескольких прокси-записей, распределенных по всему земному шару, и более региональными реконструкциями. Обычно различные прокси-записи объединяются арифметически, в некотором средневзвешенном значении. Совсем недавно Осборн и Бриффа использовали более простой метод, подсчитывая долю положительных, отрицательных или нейтральных записей за любой период времени. [6] Это дает результат, в целом согласующийся с традиционными мультипрокси-исследованиями.
В Четвертом оценочном отчете МГЭИК 2007 года приводятся 14 реконструкций, 10 из которых охватывают период 1000 лет или дольше, в подтверждение вывода о том, что «средние температуры в Северном полушарии во второй половине 20-го века, весьма вероятно, были выше, чем в любой другой 50-летний период в последние 500 лет и, вероятно, самый высокий, по крайней мере, за последние 1300 лет». [7]
Также можно использовать исторические данные, такие как время сбора винограда, периоды безо льда в гаванях и дневниковые записи заморозков или волн тепла, чтобы получить указания о том, когда в определенных регионах было тепло или холодно. Эти записи труднее калибровать, они часто доступны лишь изредка, могут быть доступны только из развитых регионов и вряд ли будут иметь хорошие оценки ошибок. Эти исторические наблюдения за один и тот же период времени показывают периоды как потепления, так и похолодания.
Очевидные различия между количественным и качественным подходами не полностью согласованы. Упомянутые выше реконструкции основаны на различных предположениях для получения результатов. Если эти предположения не выполняются, реконструкции будут ненадежными. Для количественных реконструкций наиболее фундаментальными допущениями являются то, что прокси-записи изменяются в зависимости от температуры и что нетемпературные факторы не искажают результаты. В исторических записях колебания температуры могут носить региональный, а не полушарный характер.
В письме в журнал Nature Брэдли Хьюз и Манн (2006) указали на первоначальное название своей статьи 1998 года: « Температуры Северного полушария за последнее тысячелетие: выводы, неопределенности и ограничения» [8] и отметили, что более широко распространены данные с высоким разрешением. необходимо, прежде чем можно будет прийти к более уверенным выводам и понять, что неопределенности были целью статьи.
В 1960-х годах Хьюберт Лэмб , обобщив исторические документы и температурные записи центральной Англии, предположил, что в Североатлантическом регионе наступил средневековый теплый период , за которым последовал малый ледниковый период . Это обсуждалось в Первом оценочном отчете МГЭИК с предостережением о том, что средневековое потепление, возможно, не было глобальным. Использование прокси- индикаторов для количественной оценки прошлых температурных рекордов спорадически развивалось, начиная с 1930-х годов, и Брэдли и Джонс 1993 представили метод «Композит плюс масштабирование» (CPS). [9] [10] Их реконструкция до 1400 года представлена во Втором оценочном отчете МГЭИК .
Реконструкция Майкла Э. Манна , Рэймонда С. Брэдли и Малкольма К. Хьюза (Mann, Bradley & Hughes 1998, MBH98) показала глобальные закономерности годовой приземной температуры и средних температур полушария вплоть до 1400 г. с акцентом на неопределенности. [11]
Джонс и др. В 1998 году независимо друг от друга была произведена реконструкция CPS, охватывающая тысячу лет, а Манн, Брэдли и Хьюз 1999 (MBH99) использовали методологию MBH98, чтобы продлить свое исследование до 1000 лет. [12] [13] Термин «хоккейная клюшка» использовался климатологами. Джерри Мальман описал закономерность, которую это показало, представляя, что график, который относительно 1900 года является относительно плоским, образует «стержень» хоккейной клюшки , за которым следует резкое увеличение, соответствующее «лезвию». [14] [15]
Версия графика MBH99 была широко представлена в Третьем оценочном отчете МГЭИК (TAR) 2001 года, в котором также использовались данные Джонса и др. 1998 г. и три другие реконструкции, подтверждающие вывод о том, что в Северном полушарии 1990-е гг., вероятно, были самым теплым десятилетием, а 1998 г. - самым теплым годом за последние 1000 лет. График был представлен в прессе и стал предметом споров среди тех, кто выступает против укрепления научного консенсуса о том, что теплота конца 20-го века была исключительной. [16]
В 2003 году, когда усилилось лоббирование Киотского протокола 1997 года , попытки администрации Буша убрать климатические реконструкции из первого Агентства по охране окружающей среды и речь Джима Инхофа в Сенате, в которой утверждалось, что антропогенное глобальное потепление является обманом, основывались как на скором, так и на Споры о Балюнасе . [17] Позже в 2003 году Стивен Макинтайр и Росс МакКитрик опубликовали McIntyre & McKitrick 2003, оспаривая данные в статье MBH98, но их аргументы были опровергнуты. В 2004 году Ганс фон Шторх сказал, что статистические методы MBH98 занижали изменчивость, но он ошибся, заявив, что это подрывает общий график. [12] [18] В 2005 году Макинтайр и Маккитрик раскритиковали методологию анализа главных компонентов в MBH98 и MBH99, но Хайберс 2005 и Валь и Амманн 2007 указали на ошибки, допущенные Макинтайром и Маккитриком. Северный отчет Национального исследовательского совета за 2006 год поддержал MBH с небольшими оговорками. [19] Отчет Вегмана поддержал исследование Макинтайра и Маккитрика, но впоследствии был дискредитирован. Аргументы против исследований MBH были вновь выдвинуты в рамках разногласий по электронной почте Отдела климатических исследований , но были отклонены восемью независимыми расследованиями.
Научный тест заключается в том, можно ли воспроизвести полученные результаты с использованием других данных и методов. Более двух дюжин реконструкций с использованием различных статистических методов и комбинаций прокси-записей подтвердили широкий консенсус, показанный на оригинальном графике хоккейной клюшки 1998 года, с вариациями того, насколько плоским выглядит «стержень» до 20-го века. [2] В Пятом оценочном докладе МГЭИК ( AR5 WG1) 2013 года были рассмотрены изменения температуры в течение последних двух тысячелетий и сделан вывод, что для среднегодовых температур в Северном полушарии «период 1983–2012 годов, весьма вероятно, был самым теплым 30-летним периодом последние 800 лет ( высокая степень достоверности ) и, вероятно, самый теплый 30-летний период за последние 1400 лет ( средняя степень достоверности )». [20]
{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )(пб: 0-521-01495-6 ).{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )(пб: 978-0-521-70596-7 ).