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冰川学家测量了格陵兰岛的Kangerdlussuaq冰川的运动率。图片来源:史蒂夫·摩根 /阿拉米股票照片。DFB4EE
冰川学家测量了格陵兰岛的Kangerdlussuaq冰川的运动率。 图片来源:史蒂夫·摩根 /阿拉米股票照片。
事实检查
2019年3月5日15:26

事实检查:格陵兰冰核对过去和现在的气候变化说了什么

Zeke Hausfather

03.05.19

Zeke Hausfather

05.03.2019 |下午3:26
事实检查 事实检查:格陵兰冰核对过去和现在的气候变化说了什么

一张误导的图表表明,格陵兰温度矮小的现代气候变化以来一直在互联网上盘旋至少2010年

基于早期的格陵兰冰核心记录早在1997年,该图的版本各种标记的X轴,排除了现代的观察温度记录,并将在格陵兰岛的单个位置与全世界混为一谈。

最近,研究人员在整个格陵兰岛钻了许多额外的冰芯,并产生了更新估计过去的格陵兰温度。

这种现代的温度重建以及过去一个世纪的观测记录结合在一起,表明格陵兰岛的当前温度比过去2000年的任何时期都要温暖。也就是说,它们可能仍然比当前地质时期初期的凉爽 -全新世- 大约在11,000年前开始。

但是,随着人类行动继续发射温室气体,预计将来会继续变暖,这主要是由于化石燃料的燃烧。

气候模型预计,如果排放持续,到2050年,格陵兰的温度将超过以来的任何事物最后一次冰期期,大约125,000年前。

冰芯作为气候“代理”

温度的广泛温度计测量仅延伸到1700年代中期。科学家调查了在温度计发明之前温度如何变化的科学家,需要依靠各种气候”代理”,与温度相关,可用于通过一些不确定性来推断其过去的变化。

格陵兰岛的冰芯准备在国家冰核实验室切割。图片来源:Jim West / Alamy Stock Photo。K5B16Y
格陵兰岛的冰芯准备在国家冰核实验室切割。图片来源:Jim West / Alamy Stock Photo。

气候代理可以从来源,例如树环,冰块,化石花粉,海洋沉积物和珊瑚。冰芯是最佳的气候代理之一,可对过去的气候变化提供相当高分辨率的估计。

由于科学家无法直接测量冰芯的温度,因此他们必须依靠测量氧同位素 -18o- 与温度相关,但不完美。

错误的奥德赛

使用格陵兰冰盖项目2的温度重建(“GISP2”)冰核首先由库尔特·库菲教授加里·克洛(Gary Clow)博士在一个1997年论文发表在《地球物理研究杂志:海洋》上。理查德·阿利教授宾夕法尼亚州立大学还使用了记录2000年论文。这些论文均未提供GISP2记录与当前条件的比较,因为冰核代理重建中的不确定性太大了,代理记录仅延长至1855年。

在1990年代和2000年代后期的许多论文中,使用了GISP2冰核心记录,这些论文检查了最后一个冰河时代的变化以及当前温暖时代的开始 - 全新世 - 大约11,000年前。大约在2009年,它引起了人们的注意J Storrs Hall博士远见研究所,一个以技术为重点的非营利组织,他写了博客文章暗示它反驳了“人类发射的二氧化碳是唯一可以解释最近变暖趋势的想法”。

那个帖子是重新出版在气候怀疑论博客上称为瓦特,跟进它自己的版本2010年底的GISP2图Don Easterbrook博士,名誉地质教授西华盛顿大学。Easterbrook的图表如下所示,在互联网上被气候怀疑论广泛共享,但仍在经常看到- 和许多小的变化 - 直到今天在Twitter,Blog和News文章评论主题的讨论中。

“线

由于多种原因,该图具有误导性。

首先,X轴被错误地标记。实际上,它应该说“ 1950年之前的几年”,而不是“在现在(公元2000年)之前的几年”。GISP2冰芯仅延伸至1950年之前的1855年至95年。这意味着,现代观察温度周期没有与代理重建重叠的重叠。(Easterbrook的图显示了记录的最后100年左右的上升 - 红色显示 - 错误地表明这是观察温度时期。)

这个数字也出现了在另一个帖子中在同一博客上,该博客将格陵兰与全球温度混为一谈。任何个人位置的变异性都比整个地球都更大。随着时间的流逝,单个冰芯还围绕着高程变化和其他对冰芯的扰动的不确定性。

正如Alley教授告诉当时的纽约时报记者Andrew Revkin早在2010年

“数据在短时间内仍然包含很多噪音(除其他外,雪地拖延是真实的)。一个位点的同位素记录不仅是该站点的温度记录,因此需要注意来解释信号而不是噪声。”

GISP2重建相当古老,并且最近的研究质疑在全新世期间改变温度和18O之间的关系时,以及如何最好地说明GISP2站点冰盖的高度变化。GISP2的重建在全新世期间将18O和温度之间的关系提高了两倍,而最新的重建使其保持恒定。同样,高程变化影响18O记录。旧的GISP2重建没有考虑到高程更改。

现在,重建过去的格陵兰温度的科学家使用了许多不同冰芯的估计,从而减少了与任何单个冰块相关的不确定性,并更准确地描绘了整个格陵兰岛的变化。

小巷明确提出了这一点,告诉Revkin

“那么,我们从GISP2那里得到了什么?一个人,不是巨额。与其他格陵兰冰核心相比,与其他地方的其他记录相比,使用GISP2数据来反对全球变暖是愚蠢的,愚蠢的,误导或误导或其他东西,但肯定不是科学明智的。”

多核重建

基于六个不同冰芯的更现代的格陵兰温度重建,出版了经过Bo Vinther教授Niels Bohr研究所2009年在自然界的哥本哈根大学及其同事。

Vinther在谈到碳摘必威手机官网要时建议,这种多核全新世重建提供了比旧GISP2系列的许多优势,使用了用于过去高程变化的ICE CORE 18O数据,并且”调谐“适合冰芯钻孔温度在四个位置。

重建使用的六个冰核位点如下图所示。

格陵兰的地图显示了Vinther等人2009年格陵兰全新世温度重建中使用的六个冰核记录的位置,这些冰核记录是从他们的论文中的图1a中的。
六个冰核记录的位置Vinther等人2009格陵兰全新世温度重建,从图1A中的图1a

下图中的蓝线显示了使用所有六个冰芯的数据产生的温度重建,并跨越了从9690BC到AD1970的周期。它的分辨率约为20年,这意味着每个数据点代表周围20年的平均温度。因此,记录的结束 - 1970年 - 显示了1960年至1980年之间的平均温度。

冰核数据不能一直延伸到现在,因为正如Alley告诉Carbon Shimer所说的那样,落在冰盖上的雪需要时间才能形成固体冰。必威手机官网他解释说:“这还不足以测量雪的落下……因为有一些沉积后的同位素交换和平滑,所以您想要内核”。

格陵兰冰盖平原。学分:国家地理图像收集 / Alamy股票照片。hgxjyr
格陵兰冰盖平原。学分:国家地理图像收集 / Alamy股票照片。

为了将该数据集扩展到今天,碳摘要已从必威手机官网伯克利地球在每个冰芯的位置,并使用了20年的本地加权平滑(“””)所有站点的平均值。这是一种统计方法,可估算时间表的长期变化。

下图中的黑线显示了1880年至2018年之间的观测记录。在1880年至1970年重叠期间,它适合冰芯重建。

“”
格陵兰温度重建Vinther等。(2009)使用来自六个冰芯的代理数据。数据跨越了过去12,000年,分辨率为20年。来自的观察温度数据伯克利地球在黑色末尾显示,具有20年的平滑效果以匹配代理分辨率。在1880 - 1960年期间,代理记录和观察结果对齐。

在实践中,显示器温度观测以及气候代理记录并非有挑战性。正如Alley告诉Carbon必威手机官网简介的那样:“如何加入古气候数据到乐器数据的问题是该领域最古老的问题之一,并且仍然具有挑战性。”

Vinther教授解释说,只要数据都具有相同的“时间分辨率”,显示代理数据和观察结果是合适的。换句话说,由于两个数据集中的每个点都代表周围数据的20年的平均值,因此可以更准确地比较它们。因为冰芯提供了相对较高的分辨率估计值,所以将它们与观察到的温度更容易其他代理重建在一个世纪或更长时间内,这可能只有一个价值。

格陵兰岛最近的温度仍可能低于全新世早期经历的温度。这类似于在全球全新世温度重建中发现的,例如出版经过肖恩·马科特教授2013年科学的同事表明,“过去十年biwei6868的当前全球温度尚未超过峰值间值,但比全新世温度史的75%期间温暖的峰值”。

最近两千年中,最近的温度显然高于格陵兰岛的任何温度。下图显示了从AD1到今天的期间放大的冰芯和观察温度数据。

“”
在过去的2000年中,格陵兰温度重建Vinther等人2009和观察温度数据伯克利地球具有20年的平滑应用。

展望未来

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RCP4.5:RCP(代表性浓度途径)是未来温室气体和其他强迫浓度的情况。RCP4.5是一种“稳定场景”,在其中制定了政策,因此大气二氧化碳浓度水平…阅读更多

在全新世早期(7,000-11,000年前)的时期在格陵兰岛可能比今天要温暖,如果当前的变暖速度继续持续,那么到2050年,地球应超出格陵兰岛经历的任何温度。

为了研究未来的格陵兰变暖与过去发生的情况相比,碳摘要已经考虑了平均水平必威手机官网CMIP5气候模型用于气候变化的政府间小组(IPCC)第五评估报告。这些模型的未来预测是从使用的六个冰芯的位置进行的Vinther及其同事

两个未来的场景,称为“代表性浓度途径”,使用:代表性浓度途径RCP4.5这是一种适度的缓解情况,到2100年,全球温度温暖到工业前水平近3C,并且RCP8.5这是一个非常高的排放场景,到2100年,全球温度将近5c。

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RCP8.5:RCP(代表性浓度途径)是未来温室气体和其他强迫浓度的情况。RCP8.5是一种“由于人口迅速增长而产生的相对较高的温室气体排放的情况,…阅读更多

气候模型在北极的变暖比世界其他地方更快 - 这种现象称为北极扩增- 类似于过去几十年来观察到的内容。到2100年,这些模型在RCP4.5中的Greenland Ice Core位置上方的面积近4C,而RCP8.5中的面积超过7C。

下图显示了在观测温度数据末端添加了20年的20年低谷平均值,从2000年到2100。到2050年,在全新世期间,温度显然超过了格陵兰经历的任何经历,到2100年的温度要高得多。

“”
在过去的12,000年中,格陵兰温度重建Vinther等人2009结合两个观察温度数据伯克利地球从1880 - 2018年和CMIP5多模型的平均预测从1999 - 2100年开始。将20年的平滑光滑应用于年度伯克利地球和CMIP5数据。代理记录和观察结果在1880 - 1960年期间保持一致,而气候模型和观察结果在1999 - 2018年期间对齐。

仅查看过去的2000年和下一个100年,在记录结束时也会出现类似的快速增长。预计下一世纪的变暖速度要比上一个冰河时代结束以来所见的速度要快得多。

“”
在过去的2000年中,格陵兰温度重建Vinther等人2009,来自的观察温度数据伯克利地球和CMIP5使用20年平滑的数据模型。

结论

格陵兰冰核提供了过去温度变化的高质量高分辨率估计,与大多数其他气候代理相比,与观察到的温度记录更精确的比较。虽然当前的温度可能仍低于7,000年前的早期全新世,但它们显然高于过去2000年中格陵兰岛经历的任何温度。

格陵兰只是一个位置,在冰核记录中看到的温度变化可能不是全球温度的特征。但是,全球代理重建趋于显示相似的模式,当前温度低于早期全新世的最高最高温度。

除非温室气体排放在不久的将来停止,否则温暖将继续,到21世纪中叶,格陵兰岛 - 整个世界都可能会经历至少以来的温度最后一次冰期期125,000年前。

参考

Cuffey,K。M.,&Clow,G。D.(1997)。格陵兰中部的温度,积累和冰盖高度通过最后一次冰冰过渡。地球物理研究杂志:海洋,102(C12),26383–26396。http://doi.org/doi:10.1029/96JC03981

Alley,R。B.(2000)。冰核的突然变化的证据。美国国家科学院论文集,97(4),1331 LP-1334。biwei6868http://doi.org/10.1073/pnas.97.4.1331

Vinther,B。M.等。(2009)。格陵兰冰盖的全新世稀疏。自然,461,385。https://doi.org/10.1038/nature08355

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