지구 온난화 이전에 지구는 차가워졌습니까 아니면 뜨거워졌습니까? — 사이언스데일리

정확성을 테스트하기 위해 모델은 지질학적 증거와 일치하는지 확인하기 위해 과거 기후를 시뮬레이션하도록 프로그래밍됩니다. 모델 시뮬레이션은 증거와 충돌할 수 있습니다. 어느 것이 올바른지 어떻게 알 수 있습니까?

리뷰 기사 오늘 출판 자연 Holocene 지구 온도 수수께끼로 알려진 모델과 증거 사이의 이러한 충돌을 해결합니다. 수석 저자 Darrell Kaufman, 지구 및 지속가능성 학교의 Regents 교수, 애리조나 대학교 박사후 연구원 Ellie Broadman, 그녀의 박사 학위를 취득하는 동안 이 연구에 참여했습니다. NAU에서 지난 12,000년 동안 사용 가능한 광범위한 데이터를 분석하여 수수께끼를 풀었습니다. 이 연구는 Kaufman이 수행한 작업을 기반으로 합니다. 기후 변화에 관한 정부 간 패널의 최신 주요 기후 보고서 (IPCC)는 6,500년 전 지구 평균 기온이 과거 기후 정보의 자연 기록 보관소에서 나온 대리 증거로 표시된 것처럼 더 따뜻했는지 아니면 19년 후반과 비교하여 모델에 의해 시뮬레이션된 것처럼 더 추운지를 살펴봅니다.^일 산업 혁명으로 인해 인간이 야기한 온난화가 크게 증가한 세기.

이 포괄적인 평가는 약 6,500년 전 지구 평균 기온이 더 따뜻했을 가능성이 있으며 1800년대에 끝난 수백만 년 동안의 냉각 추세가 뒤따랐다는 결론을 내립니다. 그러나 그들은 수수께끼를 해결했다고 주장하는 최근 연구에도 불구하고 여전히 불확실성이 존재한다고 경고했습니다.

Kaufman은 “어떤 곳은 따뜻해지고 다른 곳은 차가워졌던 과거에 지구의 평균 기온을 정량화하는 것은 어려운 일이며 이 수수께끼를 확실하게 해결하려면 더 많은 연구가 필요합니다.”라고 말했습니다. “그러나 지구 평균 기온의 변화를 추적하는 것은 인간이 초래한 온난화의 행진을 측정하고 이를 제한하기 위해 국제적으로 협상된 목표를 식별하는 데 사용되는 것과 동일한 측정 기준이기 때문에 중요합니다. 특히, 우리의 검토는 해수면이 상승하고 영구동토층이 해빙됨에 따라 앞으로 수천 년 동안 인간이 움직이게 될 힘을 포함하여 느리게 움직이는 기후 변동성에 대해 우리가 아는 것이 얼마나 놀랍게도 거의 없는지를 보여주었습니다.”

우리가 아는 것

우리는 12,000년 전에 마지막 주요 빙하기가 끝난 후 시작된 홀로세의 기후에 대해 다른 어떤 수천년 기간보다 더 많이 알고 있습니다. 대기, 해양, 빙권 및 육지에서 발생한 역사적 변화에 대한 정보를 저장하는 다양한 자연 기록 보관소에서 발표된 연구가 있습니다. 지구 궤도, 태양 복사, 화산 폭발 및 온실 가스와 같은 과거 기후 변화를 주도한 힘을 조사하는 연구; 이러한 힘을 변화하는 지구 온도로 변환하는 기후 모델 시뮬레이션. 이러한 모든 유형의 연구가 이 검토에 포함되었습니다.

지금까지의 도전은 우리의 두 가지 중요한 증거가 서로 반대 방향을 가리키고 있다는 것입니다. 바다, 호수 및 기타 자연 기록 보관소의 증거를 포함하는 고생대 환경 “대리” 데이터는 약 6,500년 전에 지구 평균 기온이 최고조에 달한 후 인간이 화석 연료를 연소하기 시작할 때까지 지구 냉각 추세를 지적합니다. 기후 모델은 일반적으로 지난 6,500년 동안 지구 평균 기온이 증가했음을 보여줍니다.

프록시 데이터가 정확하다면 이는 모델의 결함을 가리키며 특히 지구 온난화를 증폭시킬 수 있는 기후 피드백이 과소 표현되었음을 시사합니다. 기후 모델이 정확하다면 고지온을 재구성하기 위한 도구를 날카롭게 만들어야 합니다.

우리는 또한 수치가 증가하든 감소하든 지난 6,500년 동안 지구 평균 온도의 변화가 점진적이었다는 것을 알고 있습니다. 아마도 섭씨 1도(화씨 1.8도) 미만일 것입니다. 이것은 지난 100년 동안 이미 측정된 온난화보다 적으며 대부분 인간이 초래했습니다. 그러나 어떤 크기의 전지구 온도 변화는 특히 변화하는 온실 가스에 대한 반응에서 중요하기 때문에 6,500년 전에 온도가 더 높았는지 또는 더 낮았는지 아는 것은 기후 시스템에 대한 우리의 지식과 미래 기후에 대한 예측을 개선하는 데 중요합니다.

우리가 모르는 것

이 연구는 기후 모델의 불확실성을 강조했습니다. 최근의 지구 온난화가 6,500년 전의 지구 냉각에 선행했다는 저자의 선호 해석이 맞다면, 자연 기후 강제력과 되먹임에 대한 과학자들의 이해와 모델에서 어떻게 표현되는지 개선이 필요합니다. 그들이 틀렸다면 과학자들은 프록시 기록의 온도 신호에 대한 이해를 높이고 이러한 추세를 전 세계적으로 포착할 수 있는 분석 도구를 추가로 개발해야 합니다.

홀로세 지구 온도 문제를 해결하려는 시도는 지난 10년 동안 기후 과학자들에게 우선순위였습니다. Broadman은 박사 학위를 시작할 때 이 주제에 대한 초기 논문을 읽은 것을 기억합니다. 이후 모든 연구가 이 문제에 대한 이해를 더해 이 분야의 과학자들이 포괄적인 이해에 더 가까워졌습니다. 이 주제에 대한 최근 연구에서는 예상되는 약점을 설명하기 위해 프록시 데이터를 조정하고 그럴듯한 강제력을 기후 모델에 삽입하고 프록시 데이터를 기후 모델 출력과 혼합하려고 시도했으며 모두 수수께끼의 원인에 대해 서로 다른 결론에 도달했습니다. 이 검토는 포괄적인 글로벌 규모의 평가를 통해 문제를 재검토하기 위해 한 걸음 뒤로 물러나서 우리가 이 난제에 대한 해결책을 아직 알지 못한다는 것을 보여줍니다.

과거 온도를 정량화하는 널리 적용 가능한 방법을 개발하는 것은 이미 기후 과학자들에게 최우선 과제입니다. 예를 들어, Kaufman의 연구실은 과거의 온도 변화를 연구하기 위한 새로운 방법으로 호수 퇴적물에 보존된 아미노산과 관련된 화학 반응의 사용을 테스트하고 있습니다. NAU에 있는 Arizona Local weather and Ecosystem 연구소의 새로운 방사성 탄소 연대 측정 기술과 결합하면 이 기술은 지구 온난화가 장기적인 냉각 경향을 역전시켰는지 여부를 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

중요한 이유

과학 커뮤니케이션에 중점을 둔 작업을 포함하는 Broadman은 연구에 수반되는 수치를 만들었습니다. 이것은 이해하기 어려운 결과를 청중에게 전달하는 중요한 방법입니다. 기후 과학에서 청중은 다양하며 전 세계의 교육자, 정책 입안자, 비영리 단체 및 과학자를 포함합니다.

“한 가지 흥미로운 시사점은 우리의 발견이 지역적 변화가 지구 평균 기온에 미칠 수 있는 영향을 보여준다는 것입니다. 북극 해빙이 감소하거나 현재 광활한 사막이 된 곳의 초목 덮개가 바뀌는 것과 같은 일부 지역의 환경 변화는 지구 전체에 영향을 미치는 피드백을 유발할 수 있습니다.”라고 Broadman은 말했습니다. “현재 지구 온난화로 인해 일부 지역은 이미 매우 빠르게 변화하고 있습니다. 우리 작업은 이러한 지역적 변화와 피드백 중 일부가 기후 모델을 이해하고 포착하는 데 정말 중요하다는 점을 강조합니다.”

또한 Kaufman은 과거 온도 변화의 세부 사항을 정확하게 재구성하면 자연적 및 인위적 기후 변화의 다양한 원인에 대한 기후 반응에 대한 통찰력을 제공한다고 말했습니다. 응답은 기후 모델이 지구의 기후 시스템을 얼마나 잘 시뮬레이션하는지 테스트하기 위한 벤치마크 역할을 합니다.

“기후 모델은 자세한 정량적 기후 예측의 유일한 출처이므로 기후 변화를 완화하고 적응하기 위한 가장 효과적인 전략을 계획하는 데 모델의 충실도가 중요합니다.”라고 그는 말했습니다. “우리의 검토는 기후 모델이 지구 온난화를 증폭시킬 수 있는 중요한 기후 피드백을 과소평가하고 있음을 시사합니다.”