但是，在工业革命之前、温度计出现之前以及人类通过从化石燃料中释放吸热二氧化碳来使气候变暖之前的几千年呢？

 

 

尽管科学家们对最近 6,000 年的了解比任何其他千年间隔都多，但对这一长期全球温度趋势的研究得出了截然不同的结论。

树木是最著名的自然档案馆。这里有其他几个证据表明过去的温度。这些档案中的核心或其他样本可用于重建随时间变化的变化。图片来源：Viktor O. Leshyk，作者提供

为了试图解决差异，我们对现有证据进行了全面的全球范围评估，包括自然档案，如树木年轮和海底沉积物，以及气候模型。我们的结果于2023 年 2 月 15 日发布，提出了改进气候预测的方法，以避免遗漏一些重要的缓慢移动、自然发生的气候反馈。

 

 

像我们这样研究过去气候或古气候的科学家会寻找很久以前的温度数据，远早于温度计和卫星。

 

我们有两个选择：我们可以找到有关存储在自然档案中的过去气候的信息，或者我们可以使用气候模型模拟过去。

 

有几个自然档案记录了气候随时间的变化。树木、石笋和珊瑚每年形成的年轮可用于重建过去的温度。类似的数据可以在冰川冰和在随着时间的推移在海洋或湖泊底部堆积的沉积物中发现的微小贝壳中找到。这些作为基于温度计的测量的替代品或代理。

Ellie Broadman（右）是本文的作者，她持有阿拉斯加基奈半岛一个湖泊的沉积岩心。学分：艾米莉·斯通

例如，树木年轮宽度的变化可以记录温度的波动。如果生长季节的温度太冷，那一年形成的树木年轮会比温度较高的那一年形成的年轮薄。

 

另一种温度指标存在于海底沉积物中，存在于称为有孔虫的微小海洋生物的遗骸中。有孔虫活着时，其外壳的化学成分会根据海洋温度发生变化。当它死亡时，贝壳会随着时间的推移下沉并被其他碎片掩埋，在海底形成沉积层。然后，古气候学家可以提取沉积物岩心，并对这些层中的贝壳进行化学分析，以确定它们的成分和年龄，有时可以追溯到几千年前。

 

气候模型是我们探索过去环境的另一个工具，是地球气候系统的数学表示。他们模拟大气、生物圈和水圈之间的关系，以创建我们最好的现实复制品。

 

气候模型用于研究当前状况、预测未来变化和重建过去。例如，科学家可以输入过去的温室气体浓度，我们可以从古代冰中微小气泡中存储的信息中得知这些浓度，模型可以使用该信息来模拟过去的温度。来自自然档案的现代气候数据和细节被用来测试它们的准确性。

 

代理数据和气候模型具有不同的优势。

有孔虫壳的一些例子。

代理是有形的和可测量的，并且它们通常对温度有很好理解的反应。然而，它们在世界各地或时间上的分布并不均匀。这使得重建全球连续温度变得困难。

 

相比之下，气候模型在空间和时间上是连续的，但虽然它们往往非常熟练，但它们永远无法捕捉到气候系统的每一个细节。

 

 

在我们的新评论论文中，我们评估了气候理论、代理数据和模型模拟，重点关注全球温度指标。我们仔细考虑了影响气候的自然过程，包括地球绕太阳轨道的长期变化、温室气体浓度、火山爆发和太阳热能的强度。

 

我们还研究了可能影响全球温度的重要气候反馈，例如植被和海冰变化。例如，有强有力的证据表明，与 19 世纪相比，大约 6000 年前的北极海冰更少，植被覆盖更多。那会使地球表面变暗，导致它吸收更多的热量。

 

我们的两类证据对现代全球变暖前 6000 年的地球温度趋势给出了不同的答案。自然档案普遍显示，与 19 世纪的中值相比，大约 6,000 年前地球的平均温度升高了约0.7 C（1.3 F） ，然后逐渐冷却直到工业革命。我们发现大多数证据都指向这个结果。

 

与此同时，气候模型普遍显示出轻微的变暖趋势，这与北半球 冰原消退后的几千年中随着农业社会的发展而二氧化碳逐渐增加相对应。

 

 

我们的评估强调了一些改进气候预测的方法。

 

例如，我们发现如果模型更充分地代表某些气候反馈，它们会更强大。一项包括 6000 年前某些地区植被覆盖增加的气候模型实验能够模拟我们在代理记录中看到的全球温度峰值，这与大多数其他模型模拟不同，后者不包括这种扩大的植被。

 

随着科学家不断提高我们预测未来变化的能力， 了解并更好地整合这些和其他反馈将非常重要。

编辑：澜澜

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