stringtranslate.com

Температурный рекорд за последние 2000 лет

Глобальные средние температуры показывают, что средневековый теплый период не был явлением, характерным для всей планеты, и что малый ледниковый период не был отдельным периодом времени, характерным для всей планеты, а скорее окончанием длительного снижения температуры, предшествовавшего недавнему глобальному потеплению. [1]

Температурный рекорд последних 2000 лет реконструируется с использованием данных из климатических косвенных записей в сочетании с современными инструментальными температурными записями, которые охватывают только последние 170 лет в глобальном масштабе. Крупномасштабные реконструкции, охватывающие часть или все 1-е тысячелетие и 2-е тысячелетие, показали, что недавние температуры являются исключительными: Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата 2007 года пришел к выводу, что «Средние температуры Северного полушария во второй половине 20-го века были, весьма вероятно, выше, чем в любой другой 50-летний период за последние 500 лет и, вероятно, самыми высокими 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 общая картина была поддержана более чем двумя десятками реконструкций , использующих различные статистические методы и комбинации косвенных записей, с вариациями в том, насколько плоским выглядит «шахта» до 20-го века. Разрозненность записей о доверенностях приводит к значительной неопределенности для более ранних периодов. [2]

Отдельные записи-прокси, такие как ширина и плотность годичных колец деревьев, используемые в дендроклиматологии , калибруются по инструментальным записям за период перекрытия. Сети таких записей используются для реконструкции прошлых температур для регионов: прокси годичных колец деревьев использовались для реконструкции внетропических температур Северного полушария (в тропиках деревья не образуют колец), но они ограничены территориями суши и редки в Южном полушарии , которое в основном представляет собой океан. Более широкий охват обеспечивается мультипрокси-реконструкциями, включающими такие прокси, как озерные отложения, ледяные керны и кораллы, которые встречаются в разных регионах, и использующими статистические методы для соотнесения этих более редких прокси с большим количеством записей годичных колец деревьев. Метод «Composite Plus Scaling» (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 изучения естественной изменчивости и долгосрочных колебаний, а также для сравнения с моделями, полученными с помощью климатических моделей.

В течение 1900 лет до 20-го века, вероятно, что следующим самым теплым периодом был период с 950 по 1100 год, с пиками в разное время в разных регионах. Это было названо Средневековым теплым периодом , и некоторые данные свидетельствуют о широко распространенных более прохладных условиях в период около 17-го века, известный 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 климатических реконструкций.

Изменение температуры за последние 2000 лет

Согласно Шестому оценочному докладу МГЭИК , за последние 170 лет люди стали причиной повышения глобальной температуры до самого высокого уровня за последние 2000 лет. Текущий 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, и в течение всего 2023 года, как ожидается, будет на 1,4 °C выше. [5]

Общие методы и точность

Безусловно, лучший наблюдаемый период — с 1850 года по настоящее время, с улучшением покрытия с течением времени. За этот период недавние инструментальные записи , в основном основанные на прямых показаниях термометра , имеют приблизительно глобальное покрытие. Они показывают общее потепление глобальных температур.

До этого времени необходимо использовать различные прокси. Эти прокси менее точны, чем прямые измерения термометра, имеют меньшее временное разрешение и меньший пространственный охват. Их единственное преимущество в том, что они позволяют реконструировать более длинную запись. Поскольку прямая запись температуры точнее прокси (действительно, ее необходимо калибровать), она используется, когда доступна: т. е. с 1850 года.

Количественные методы с использованием прокси-данных

Поскольку существует мало инструментальных записей до 1850 года, температуры до этого времени должны быть реконструированы на основе косвенных методов. Один из таких методов, основанный на принципах дендроклиматологии , использует ширину и другие характеристики колец деревьев для выведения температуры. Изотопный состав снега, кораллов и сталактитов также может быть использован для выведения температуры. Другие методы, которые использовались, включают изучение записей о времени сбора урожая, линии леса в различных местах и ​​других исторических записей для выведения заключений о температуре. Эти косвенные реконструкции являются косвенными выводами температуры и, таким образом, имеют тенденцию иметь большую неопределенность, чем инструментальные данные.

Большинство записей прокси должны быть откалиброваны по локальным записям температуры в течение периода их перекрытия, чтобы оценить связь между температурой и прокси. Более длительная история прокси затем используется для реконструкции температуры из более ранних периодов.

Записи-прокси должны быть усреднены каким-либо образом, если требуется глобальная или полушария запись. Метод "Composite Plus Scaling" (CPS) широко используется для крупномасштабных мультипрокси-реконструкций средних полушарийных или глобальных температур. Это дополняется методами Climate Field Reconstruction (CFR), которые показывают, как климатические модели развивались на больших пространственных территориях.

Значительная осторожность должна быть проявлена ​​в процессе усреднения; например, если в определенном регионе имеется большое количество записей годичных колец деревьев, простое среднее всех данных будет сильно перевешивать этот регион, и статистические методы используются для того, чтобы избежать такого перевешивания. В реконструкциях Mann, Bradley & Hughes 1998 и Mann, Bradley & Hughes 1999 CFR анализ главных компонентов использовался для объединения некоторых из этих региональных записей до того, как они были объединены глобально. Важное различие заключается в так называемых «мультипрокси»-реконструкциях, которые пытаются получить глобальную температурную реконструкцию с использованием нескольких прокси-записей, распределенных по всему земному шару, и более региональных реконструкциях. Обычно различные прокси-записи объединяются арифметически, в некотором взвешенном среднем. Совсем недавно Осборн и Бриффа использовали более простую технику, подсчитывая долю записей, которые являются положительными, отрицательными или нейтральными в любой период времени. [6] Это дает результат, в целом согласующийся с обычными многопрокси-исследованиями.

В Четвертом оценочном докладе МГЭИК 2007 года было приведено 14 реконструкций, 10 из которых охватывали период в 1000 лет или более, в поддержку вывода о том, что «Средние температуры в Северном полушарии во второй половине 20-го века, скорее всего, были выше, чем в любой другой 50-летний период за последние 500 лет, и, вероятно, были самыми высокими по крайней мере за последние 1300 лет». [7]

Качественная реконструкция с использованием исторических записей

Также можно использовать исторические данные, такие как время сбора винограда, периоды отсутствия льда в портах и ​​записи в дневниках о заморозках или волнах тепла, чтобы получить указания о том, когда было тепло или холодно в определенных регионах. Эти записи сложнее калибровать, часто они доступны только скудно во времени, могут быть доступны только из развитых регионов и вряд ли будут иметь хорошие оценки погрешности. Эти исторические наблюдения за один и тот же период времени показывают периоды как потепления, так и похолодания.

Ограничения

Очевидные различия между количественным и качественным подходами не полностью согласованы. Реконструкции, упомянутые выше, опираются на различные предположения для получения своих результатов. Если эти предположения не выполняются, реконструкции будут ненадежными. Для количественных реконструкций наиболее фундаментальными предположениями являются то, что косвенные записи изменяются в зависимости от температуры и что нетемпературные факторы не искажают результаты. В исторических записях колебания температуры могут быть региональными, а не полусферическими по масштабу.

В письме в Nature Bradley Хьюз и Манн (2006) указали на первоначальное название своей статьи 1998 года: « Температуры в Северном полушарии в течение последнего тысячелетия: выводы, неопределенности и ограничения» [8] и отметили, что необходимы более обширные данные с высоким разрешением, прежде чем можно будет сделать более уверенные выводы, и что неопределенности были сутью статьи.

История

В 1960-х годах Хьюберт Лэмб обобщил исторические документы и температурные записи центральной Англии, чтобы предложить Средневековый теплый период в регионе Северной Атлантики, за которым последовал Малый ледниковый период . Это обсуждалось в Первом оценочном докладе МГЭИК с предостережениями, что средневековое потепление могло не быть глобальным. Использование косвенных индикаторов для количественных оценок прошлых температурных записей развивалось спорадически с 1930-х годов и далее, и Брэдли и Джонс 1993 представили метод «Композитный плюс масштабирование» (CPS). [9] [10] Их реконструкция до 1400 года представлена ​​во Втором оценочном докладе МГЭИК .

Реконструкция Майкла Э. Манна , Рэймонда С. Брэдли и Малкольма К. Хьюза (Mann, Bradley & Hughes 1998, MBH98) показала глобальные закономерности годовой температуры поверхности и средней температуры полушария до 1400 года с акцентом на неопределенности. [11]

Джонс и др. 1998 независимо друг от друга создали реконструкцию CPS, простирающуюся на тысячу лет назад, а Манн, Брэдли и Хьюз 1999 (MBH99) использовали методологию MBH98, чтобы расширить свое исследование до 1000 лет. [12] [13] Термин «хоккейная клюшка» был использован климатологом Джерри Малманом для описания показанной им модели, представляя график, который является относительно плоским до 1900 года, как образующий «стержень» хоккейной клюшки , за которым следует резкий подъем, соответствующий «лезвию». [14] [15]

Версия графика MBH99 была представлена ​​в Третьем оценочном докладе МГЭИК 2001 года (TAR), который также опирался на Джонса и др. 1998 и три других реконструкции, чтобы поддержать вывод о том, что в Северном полушарии 1990-е годы, вероятно, были самым теплым десятилетием, а 1998 год — самым теплым годом за последние 1000 лет. График был представлен в рекламе и стал предметом спора для тех, кто выступал против укрепления научного консенсуса о том, что тепло конца 20-го века было исключительным. [16]

В 2003 году, когда усилилось лоббирование Киотского протокола 1997 года, усилия администрации Буша по удалению климатических реконструкций из первого Агентства по охране окружающей среды и речь Джима Инхоуфа в Сенате, в которой утверждалось, что глобальное потепление, вызванное деятельностью человека, является мистификацией, опирались на споры Суна и Балиунаса . [17] Позже в 2003 году Стивен Макинтайр и Росс Маккитрик опубликовали спорные данные Макинтайра и Маккитрика 2003 года в статье MBH98, но их аргумент был опровергнут. В 2004 году Ганс фон Шторх сказал, что статистические методы MBH98 занижают изменчивость, но он ошибся, сказав, что это подрывает общий график. [12] [18] В 2005 году Макинтайр и Маккитрик раскритиковали методологию анализа главных компонентов в MBH98 и MBH99, но Хаберс 2005 и Валь и Амманн 2007 указали на ошибки, допущенные Макинтайром и Маккитриком. Отчет Национального исследовательского совета North Report в 2006 году поддержал MBH с небольшими оговорками. [19] Отчет Вегмана поддержал исследование Макинтайра и Маккитрика, но впоследствии был дискредитирован. Аргументы против исследований MBH были вновь представлены в рамках спора по электронной почте Climatic Research Unit , но были отклонены восемью независимыми расследованиями.

Тест в науке заключается в том, можно ли воспроизвести результаты с использованием различных данных и методов. Более двух десятков реконструкций , использующих различные статистические методы и комбинации прокси-записей, поддержали широкий консенсус, показанный на оригинальном графике хоккейной клюшки 1998 года, с вариациями в том, насколько плоским выглядит «вал» до 20-го века. [2] Пятый оценочный доклад МГЭИК ( AR5 WG1) 2013 года рассмотрел изменения температуры за последние два тысячелетия и пришел к выводу, что для среднегодовых температур Северного полушария «период 1983–2012 годов был, весьма вероятно, самым теплым 30-летним периодом за последние 800 лет ( высокая достоверность ) и, вероятно, самым теплым 30-летним периодом за последние 1400 лет ( средняя достоверность )». [20]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Хокинс, Эд (30 января 2020 г.). "2019 лет". climate-lab-book.ac.uk . Архивировано из оригинала 2 февраля 2020 г.(«Данные показывают, что современный период сильно отличается от того, что происходило в прошлом. Часто цитируемые средневековый теплый период и малый ледниковый период — реальные явления, но незначительные по сравнению с недавними изменениями».)
  2. ^ ab Франк и др. 2010.
  3. ^ ab Массон-Дельмотт, Валери ; Чжай, Панмао ; Пирани, Анна; Коннорс, Сара Л.; Пеан, Клотильда; Берже, Софи; Код, Нада; Чэнь, Ян; Гольдфарб, Лия; Гомис, Мелисса И.; Хуан, Мэнтянь; Лейцелл, Кэтрин; Лонной, Элизабет; Мэтьюз, Дж. Б. Робин; Мейкок, Том К.; Уотерфилд, Тим; Йелекчи, Озге; Ю, Ронг; Чжоу, Байцюань, ред. (2021-08-09). «Резюме для политиков». Изменение климата 2021: физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (PDF) . МГЭИК / Издательство Кембриджского университета . Архивировано (PDF) из оригинала 2021-08-13 . Получено 2021-08-09 .
  4. ^ Заявление ВМО о состоянии глобального климата в 2020 году. ВМО-№ 1264. Женева: Всемирная метеорологическая организация . 2021. ISBN 978-92-63-11264-4. Архивировано из оригинала 2021-04-19 . Получено 2023-10-12 .
  5. ^ БОРЕНШТЕЙН, СЕТ (5 октября 2023 г.). «Сентябрьская жара устанавливает «умопомрачительный» глобальный температурный рекорд». Европейское климатическое агентство. Times . Получено 12 октября 2023 г.
  6. ^ Osborn & Briffa 2006; «Новый взгляд на старое тысячелетие». RealClimate . 2006-02-09.
  7. ^ IPCC 2007, A: Палеоклиматическая перспектива. Архивировано 30 октября 2015 г. на Wayback Machine ; см. также Jansen et al. 2007, Sec. 6.6.1.1 Что показывают реконструкции, основанные на палеоклиматических косвенных данных? Архивировано 28 марта 2015 г. на Wayback Machine .
  8. ^ Манн, Брэдли и Хьюз 1999.
  9. ^ Уэрт, Спенсер Р. (август 2021 г.). «Отпечатки пальцев (1990-е–2000-е годы)». Открытие глобального потепления .
  10. ^ Джонс и др. 2009.
  11. ^ Валь и Амманн 2007
  12. ^ ab Weart, Spencer R. (август 2021 г.). «Хоккейная клюшка и перерыв». Открытие глобального потепления ., Сноска 48
  13. ^ Фолланд и др. 2001, 2.3.2.2 Многопрокси-синтез недавних изменений температуры Архивировано 04.06.2011 на Wayback Machine
  14. ^ Ричард Монастерски (5 сентября 2003 г.). «Климатическая наука на испытании». Хроника высшего образования . Получено 28 июля 2013 г.
  15. ↑ BBC News, 16 июля 2004 г.
  16. ^ «Часть третья: График «хоккейная клюшка» занял почетное место в докладе МГЭИК, несмотря на сомнения».
  17. ↑ Revkin, Andrew C. (5 августа 2003 г.), «Политика вновь заявляет о себе в дебатах об изменении климата и его опасностях», New York Times , дата обращения 26 февраля 2012 г..
  18. ^ The Decay of the Hockey Stick, Nature "Climate Feedback" blog post by von Storch. "...мы не думаем, что Макинтайр внес существенный вклад в дебаты о статистических достоинствах MBH и связанного с ним метода в опубликованной рецензируемой литературе". (комментарий von Storch & Zorita, 7 мая 2007 г. 07:35 PM, в ответ на многочисленные комментарии об их непризнании вклада Макинтайра и Маккитрика)
  19. ↑ Пирс 2010, «Часть четвертая: Дебаты об изменении климата перегрелись после того, как скептики ухватились за «хоккейную клюшку»».
  20. ^ Массон-Дельмотт и др. 2013, Глава 5, Краткое изложение, стр. 286, и Раздел 5.3.5: Изменения температуры за последние 2000 лет, стр. 409–410. Архивировано 06.12.2017 на Wayback Machine .

Ссылки

Внешние ссылки