Температурный рекорд за последние 2000 лет

Информацию об описании средневекового теплого периода и малого ледникового периода в различных отчетах IPCC см. в MWP и LIA в отчетах IPCC .

Основная статья: Рекорд глобальной температуры

Средние глобальные температуры показывают, что средневековый теплый период не был явлением, охватывающим всю планету, и что Малый ледниковый период был не отдельным периодом времени, охватывающим всю планету, а скорее концом длительного снижения температуры, которое предшествовало недавнему глобальному потеплению.

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: Межправительственной группы экспертов по изменению климата Четвертый оценочный отчет 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.

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, керны льда и кораллы, обнаруженные 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 пришелся 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 том, что в течение периода около 17-го века, известного как Малый ледниковый период , широко распространены были более прохладные условия . В «споре о клюшке» отрицатели изменения климата утверждали, что средневековый теплый период был теплее, чем в настоящее время, и оспаривали данные и методы реконструкции климата.

Изменение температуры за последние 2000 лет

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. Температура в 2011–2020 годах была на 1,09 °С выше, чем в 1859–1890 годах. Температура на суше выросла на 1,59 °C, а над океаном — на 0,88 °C. В 2020 году температура была на 1,2 °C выше доиндустриальной эпохи. 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.

Общие методы и точность

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. Их единственное 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.

Количественные методы с использованием прокси-данных

Основная статья: Прокси (климат)

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 используемые методы 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 Mann, Bradley & Hughes 1998 и Mann, Bradley & Hughes 1999 реконструкциях CFR 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 реконструкцию глобальной температуры с использованием нескольких прокси-записей, распределенных по всему миру, 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. Это дает результат, в целом согласный страдиционные мультипрокси-исследования.

2007 года В Четвертом оценочном отчете МГЭИК 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 за последние 1300 лет».

Качественная реконструкция с использованием исторических записей

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 зачастую 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.

Ограничения

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 в течение последнего тысячелетия: выводы, неопределенности и ограничения». и отметил, что необходимы более обширные данные с высоким разрешением, прежде чем можно будет прийти к более уверенным выводам, и что неопределенности были целью статьи.

История

Основная статья: График хоккейной клюшки (глобальная температура)

В 1960-х годах Хьюберт Лэмб, обобщив исторические документы и температурные записи центральной Англии, предположил, что средневековый теплый период в Североатлантическом регионе наступил , 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 г. представил метод «Композит плюс масштабирование» (CPS). 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.

Джонс и др. В 1998 году независимо друг от друга была проведена реконструкция CPS, охватывающая тысячу лет, а Манн, Брэдли и Хьюз 1999 (MBH99) использовали методологию MBH98, чтобы расширить свое исследование до 1000 лет. Термин «хоккейная клюшка» был использован климатологом Джерри Малманом для описания наблюдаемой закономерности, представляя график, который был относительно плоским до 1900 года, образуя «стержень» хоккейной клюшки , за которым следовало резкое увеличение, соответствующее «лезвию». .

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 рекламе и стал предметом споров среди тех, кто выступает против укрепления научного консенсуса о том, что теплота конца 20-го века была исключительной.

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 . 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. В 2005 году Макинтайр и МакКитрик раскритиковали методологию анализа главных компонентов в MBH98 и MBH99, но Хайберс 2005 и Вал и Амманн 2007 указали на ошибки, допущенные Макинтайром и МакКитриком. Национального исследовательского совета Северный отчет за 2006 год поддержал MBH с небольшими оговорками. 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 десятков реконструкций с использованием различных статистических методов и комбинаций прокси-записей подтвердили широкий консенсус, показанный на исходном графике хоккейной клюшки 1998 года, с вариациями того, насколько плоским выглядит «стержень» до 20-го века. В Пятом оценочном отчете 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 за последние 800 лет». ( высокая степень достоверности ) и, вероятно, самый теплый 30-летний период за последние 1400 лет ( средняя степень достоверности )».

См. также

• CLIWOC - Климатологическая база данных мирового океана
• Дендроклиматология
• Таблица исторических и доисторических климатических показателей

Ссылки

• Брэдли, РС; Хьюз, МК; Манн, Мэн (август 2006 г.), «Авторы четко выразили неопределенность в отношении хоккейной клюшки», Nature , 442 (7103): 627, Bibcode : 2006Natur.442..627B , doi : 10.1038/442627b , PMID   16900179 .
• Бриффа, К. (2000), «Годовая изменчивость климата в голоцене: интерпретация послания древних деревьев», Quaternary Science Reviews , 19 (1–5): 87–105, Бибкод : 2000QSRv...19...87B , doi : 10.1016/S0277-3791(99)00056-6 .
• Фолланд; и др. (2001), «Глава 2: Наблюдаемая изменчивость и изменение климата» , IPCC TAR WG1 , заархивировано из оригинала 06 октября 2014 г.
• Фрэнк, Дэвид; Эспер, Ян ; Зорита, Эдуардо ; Уилсон, Роб (14 мая 2010 г.), «Лапша, хоккейная клюшка и тарелка спагетти: взгляд на палеоклиматологию высокого разрешения», Междисциплинарные обзоры Wiley: Изменение климата , 1 (4): 507, doi : 10.1002/wcc.53 , S2CID   16524970
• МГЭИК (2007), «Резюме для политиков» , IPCC AR4 WG1 , заархивировано из оригинала 2 ноября 2018 г. , получено 14 июля 2012 г.
• Янсен; и др. (2007), «Глава 6: Палеоклимат» , IPCC AR4 WG1 , заархивировано из оригинала 25 ноября 2013 г. , получено 11 июля 2012 г.
• IPCC TAR WG1 (2001), Хоутон, Дж.Т.; Дин, Ю.; Григгс, диджей; Ногер, М.; ван дер Линден, П.Дж.; Дай, X.; Маскелл, К.; Джонсон, Калифорния (ред.), Изменение климата 2001: Научная основа , Вклад Рабочей группы I в третий оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата, Cambridge University Press, ISBN  978-0-521-80767-8 {{citation}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link) (pb: 0-521-01495-6 ).
• IPCC AR4 WG1 (2007), Соломон, С.; Цинь, Д.; Мэннинг, М.; Чен, З.; Маркиз, М.; Аверит, КБ; Тиньор, М.; Миллер, Х.Л. (ред.), Изменение климата, 2007: Основы физических наук , Вклад Рабочей группы I в четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата, Cambridge University Press, ISBN  978-0-521-88009-1 {{citation}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link) (pb: 978-0-521-70596-7 ).
• Джонс, PD; Бриффа, КР; Барнетт, ТП; Тетт, SFB (1998), «Палеоклиматические записи высокого разрешения за последнее тысячелетие: интерпретация, интеграция и сравнение с контрольными температурами модели общей циркуляции», The Holocene , 8 (4): 455–471, Bibcode : 1998Holoc.. .8..455J , doi : 10.1191/095968398667194956 , S2CID   2227769 .
• Джонс, Фил Д.; Бриффа, Кейт Р.; Осборн, Ти Джей; Лох, Дж. М.; ван Оммен, ТД; Винтер, Б.М.; Лютербахер, Дж.; Валь, Юджин Р.; Цвирс, Ф.В. (февраль 2009 г.), «Палеоклиматология последнего тысячелетия с высоким разрешением: обзор текущего состояния и будущих перспектив» (PDF) , The Holocene , 19 (1): 3–49, doi : 10.1177/0959683608098952 .
• Массон-Дельмотт В., Шульц М., Абе-Оучи А., Бир Дж., Ганопольски А., Роуко Дж.Г. и др. (2013). «Глава 5: Информация из палеоклиматических архивов» (PDF) . В Стокер Т.Ф., Цинь Д., Платтнер Г.К., Тиньор М., Аллен С.К., Бошунг Дж. и др. (ред.). Изменение климата 2013: Физическая научная основа . Вклад Рабочей группы I в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. стр. 383–464. ISBN  978-1-107-05799-9 . Архивировано (PDF) из оригинала 6 декабря 2017 года.
• Манн, Мэн; Брэдли, РС; Хьюз, М.К. (23 апреля 1998 г.), «Температуры в глобальном масштабе и воздействие на климат за последние шесть столетий» (PDF) , Nature , 392 (6678): 779–787, Бибкод : 1998Natur.392..779M , doi : 10.1038/33859 , S2CID   129871008 .
• Манн, Мэн; Брэдли, РС; Хьюз, М.К. (1999), «Температуры в северном полушарии за последнее тысячелетие: выводы, неопределенности и ограничения» (PDF) , Geophysical Research Letters , 26 (6): 759–762, Бибкод : 1999GeoRL..26..759M , дои : 10.1029/1999GL900070 .
• Манн, Мэн; Джонс, П.Д. (август 2003 г.), «Глобальные температуры поверхности за последние два тысячелетия» , Геофизические исследования , 30 (15): 1820, Bibcode : 2003georl..30.1820M , Citeseerx   10.1.1.408.3837 , doi : 10.1029/2003gl017814 , S2CID   5942198 .
• Пирс, Фред (9 февраля 2010 г.), «Часть четвертая: Дебаты об изменении климата перегрелись после того, как скептики ухватились за« клюшку »| Окружающая среда» , The Guardian , Лондон , получено 8 марта 2010 г.
• Макинтайр, Стивен; Маккитрик, Росс (2003), «Исправления к базе данных прокси Манна и др. (1998) и ряду средних температур Северного полушария» , Energy & Environment , 14 (6): 751–771, CiteSeerX   10.1.1.168.1461 , doi : 10.1260/095830503322793632 , S2CID   154585461 , заархивировано из оригинала 22 июня 2013 г.
• Макинтайр, С.; МакКитрик, Р. (2005), «Хоккейные клюшки, основные компоненты и ложное значение» , Geophysical Research Letters , 32 (3): L03710, Bibcode : 2005GeoRL..32.3710M , doi : 10.1029/2004GL021750 , заархивировано из оригинала на 17 октября 2012 г. , получено 12 февраля 2005 г.
• Митчелл; и др. (2007), «Глава 12. Обнаружение изменения климата и установление причин» , IPCC AR4 WG1 ;
• Норт, Джеральд Р .; Бионди, Франко; Блумфилд, Питер ; Кристи, Джон Р .; Каффи, Курт М.; Дикинсон, Роберт Э.; Дрюффель, Эллен Р.М.; Нычка, Дуглас ; Отто-Блиснер, Бетт ; Робертс, Нил; Турекян, Карл К.; Уоллес, Джон М. (июнь 2006 г.), Реконструкция температуры поверхности за последние 2000 лет , Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press , стр. 146, ISBN  978-0-309-10225-4
• Осборн, Ти Джей; Бриффа, КР (2006), «Пространственные размеры тепла 20-го века в контексте последних 1200 лет», Science , 311 (5762): 841–844, Бибкод : 2006Sci...311..841O , CiteSeerX   10.1 .1.590.2928 , doi : 10.1126/science.1120514 , PMID   16469924 , S2CID   129718548 .
• Пауэлл, Элвин (24 апреля 2003 г.), «Солнечное потепление носит глобальный характер: лекция CfA связывает солнечную активность и изменение климата» , Harvard University Gazette , заархивировано из оригинала 14 октября 2006 г. , получено 17 апреля 2007 г.
• Валь, скорая помощь; Амманн, К.М. (ноябрь 2007 г.), «Надежность реконструкции Манна, Брэдли, Хьюза приземных температур в северном полушарии: изучение критических замечаний, основанных на характере и обработке косвенных данных о климате» (PDF) , Climatic Change , 85 (1–2) ): 33–69, Bibcode : 2007ClCh...85...33W , doi : 10.1007/s10584-006-9105-7 , S2CID   18640802 , заархивировано из оригинала (PDF) 24 января 2013 г.
• «Климатическое наследие «хоккейной клюшки» » . Новости Би-би-си . 16 июля 2004 года . Проверено 8 мая 2007 г.

Внешние ссылки

• Коллекция различных реконструкций глобальной и локальной температуры на протяжении веков.
• Коллекция отдельных записей данных NOAA.
• Реконструкции приземной температуры за последние 2000 лет