Ali šta je sa hiljadama godina pre industrijske revolucije, pre termometara i pre nego što su ljudi zagrejali klimu oslobađanjem ugljen-dioksida koji zadržava toplotu iz fosilnih goriva?
U to vreme, da li se temperatura Zemlje zagrevala ili hladila?
Iako naučnici znaju više o poslednjih 6.000 godina nego bilo koji drugi višemilenijumski interval, studije o ovom dugoročnom globalnom temperaturnom trendu su došle do suprotnih zaključaka.
Da bismo pokušali da rešimo razliku, sproveli smo sveobuhvatnu procenu postojećih dokaza na globalnom nivou, uključujući i prirodne arhive, poput prstenova drveća i sedimenata morskog dna, i klimatskih modela. Naši rezultati, objavljeni 15. februara 2023., predlažu načine za poboljšanje klimatskih prognoza kako bi se izbeglo propuštanje nekih važnih povratnih informacija o klimi koje se sporo kreću i prirodno se javljaju.
Naučnici poput nas koji proučavaju prošlu klimu, ili paleoklimu, traže podatke o temperaturi iz dalekog vremena, mnogo pre termometara i satelita.
Imamo dve opcije: možemo da pronađemo informacije o prošloj klimi pohranjene u prirodnim arhivama ili možemo da simuliramo prošlost koristeći klimatske modele.
Postoji nekoliko prirodnih arhiva koji beleže promene klime tokom vremena. Prstenovi rasta koji se formiraju svake godine na drveću, stalagmitima i koralima mogu se koristiti za rekonstrukciju prethodne temperature. Slični podaci se mogu naći u ledu glečera i u sitnim školjkama koje se nalaze u sedimentu koji se vremenom nakuplja na dnu okeana ili jezera. Oni služe kao zamene ili zamene za merenja zasnovana na termometru.
Na primer, promene u širini prstenova drveća mogu zabeležiti temperaturne fluktuacije. Ako je temperatura tokom vegetacije suviše hladna, prsten koji se formira te godine je tanji od onog iz godine sa toplijim temperaturama.
Još jedan temperaturni proki nalazi se u sedimentu morskog dna, u ostacima sićušnih bića koja žive u okeanu, a zovu se foraminifere. Kada je foraminifer živ, hemijski sastav njegove školjke se menja u zavisnosti od temperature okeana. Kada umre, školjka tone i vremenom biva zatrpana drugim ostacima, formirajući slojeve sedimenta na dnu okeana. Paleoklimatolozi mogu zatim da izvade jezgra sedimenata i hemijski analiziraju školjke u tim slojevima kako bi utvrdili njihov sastav i starost, ponekad sežući milenijumima unazad.
Klimatski modeli, naš drugi alat za istraživanje prošlih okruženja, su matematički prikazi Zemljinog klimatskog sistema. Oni modeliraju odnose između atmosfere, biosfere i hidrosfere kako bi stvorili našu najbolju repliku stvarnosti.
Klimatski modeli se koriste za proučavanje trenutnih uslova, predviđanje promena u budućnosti i rekonstrukciju prošlosti. Na primer, naučnici mogu da unesu prethodne koncentracije gasova staklene bašte, koje znamo iz informacija uskladištenih u sitnim mehurićima u drevnom ledu, a model može da koristi te informacije da simulira prošlu temperaturu. Za proveru njihove tačnosti koriste se savremeni klimatski podaci i detalji iz prirodnih arhiva.
Proksi podaci i klimatski modeli imaju različite prednosti.
Proksi su opipljivi i merljivi, i često imaju dobro shvaćenu reakciju na temperaturu. Međutim, oni nisu ravnomerno raspoređeni širom sveta ili kroz vreme. Ovo otežava rekonstrukciju globalnih, kontinuiranih temperatura.
Nasuprot tome, klimatski modeli su neprekidni u prostoru i vremenu, ali iako su često veoma vešti, nikada neće uhvatiti svaki detalj klimatskog sistema.
U našem novom preglednom radu, procijenili smo teoriju klime, zamjenske podatke i simulacije modela, fokusirajući se na indikatore globalne temperature. Pažljivo smo razmotrili prirodne procese koji utiču na klimu, uključujući dugoročne varijacije u Zemljinoj orbiti oko Sunca, koncentracije gasova staklene bašte, vulkanske erupcije i snagu sunčeve toplotne energije.
Takođe smo ispitali važne klimatske povratne informacije, kao što su promene vegetacije i morskog leda, koje mogu uticati na globalnu temperaturu. Na primer, postoje čvrsti dokazi da je u periodu pre oko 6.000 godina postojalo manje arktičkog morskog leda i više vegetacije nego u 19. veku. To bi potamnilo površinu Zemlje, uzrokujući da apsorbuje više toplote.
Naše dve vrste dokaza nude različite odgovore u vezi sa temperaturnim trendom na Zemlji tokom 6.000 godina pre modernog globalnog zagrevanja. Prirodni arhivi generalno pokazuju da je prosečna temperatura Zemlje pre otprilike 6.000 godina bila toplija za oko 0,7 C (1,3 F) u poređenju sa medijanom iz 19. veka, a zatim se postepeno hladila sve do industrijske revolucije. Otkrili smo da većina dokaza ukazuje na ovaj rezultat.
U međuvremenu, klimatski modeli generalno pokazuju blagi trend zagrevanja, što odgovara postepenom povećanju ugljen-dioksida kako su se društva zasnovana na poljoprivredi razvijala tokom milenijuma nakon što su se ledeni pokrivači povukli na severnoj hemisferi.
Naša procena ističe neke načine za poboljšanje klimatskih prognoza.
Na primer, otkrili smo da bi modeli bili moćniji kada bi potpunije predstavljali određene klimatske povratne informacije. Jedan eksperiment sa klimatskim modelom koji je uključivao povećan pokrivač vegetacije u nekim regionima pre 6.000 godina bio je u mogućnosti da simulira globalni temperaturni vrh koji vidimo u proksi zapisima, za razliku od većine drugih simulacija modela, koje ne uključuju ovu proširenu vegetaciju.
Razumevanje i bolje uključivanje ovih i drugih povratnih informacija biće važni jer naučnici nastavljaju da poboljšavaju našu sposobnost predviđanja budućih promena.
