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客人的帖子
2019年5月24日15:56

帖子:为什么自然循环在全球变暖的速度只扮演小角色

多个作者

05.24.19
客人的帖子 帖子:为什么自然循环在全球变暖的速度只扮演小角色

卡斯滕博士HausteinFriederike奥托博士是科学家牛津大学环境变化研究所;齐克Hausfather美国分析师碳短暂;必威手机官网彼得·雅各布斯是博士生乔治梅森大学

由于自然变异的作用海洋循环全球变暖是气候科学的长期争论。biwei6868

科学界绝大多数同意人类活动负责观察增加温度在过去半个世纪里发展。然而,自然的相对影响气候变化的驱动程序,如火山爆发、海洋周期,太阳,温暖和寒冷阶段叠加在长期变暖的趋势仍是一个活跃的研究领域。

在发表的一篇论文杂志的气候,我们发现人类和自然的结合气候营力——增加了大气中的二氧化碳和其他温室气体,火山,太阳活动和气溶胶——可以解释几乎所有的长期变化的温度记录在过去的150年里。

而同比起伏有关厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)现象,我们发现由于实施缓慢的海洋的年周期变化没有必要解释历史温度记录的长期变化。

模型匹配观察到的变暖

1915年和1945年之间的“预警期”一直是挑战科学家解释。之前的研究表明,大约一半的在此期间观察到的变暖归因于“外部”气候的因素,如人为温室气体排放,火山爆发和可变性在太阳的输出。剩下的一半是归因于“内部”气候系统内部因素——自然波动。这已经导致的建议可能会有长期海洋循环操作在60 - 70年时期影响全球气温。它们通常与相关联大西洋数十年变化指数(lamv)。

我们的研究结果挑战这一普遍观点。我们发现,几乎所有的观察到的全球平均气温的变化在过去的170年里是由外部的司机,一个“自然的”海洋内部空间很小的贡献。这意味着海洋循环时间表60 - 70年不太可能观察到的一个因素自1850年以来全球气温的进化。相反,外部因素,比如时间的强烈火山活动和气溶胶粒子的释放(空气污染),造成的温度波动。

确定外部驱动全球气温的影响,我们使用了一个“个盒子脉冲响应模型”,这将迫使估计相关的温度响应。这允许我们包括快速和减缓气候应对不同的驱动程序,并反映了海洋的作用在缓冲的速度变暖。

下图显示了观察全球气温(黑色)相比,该模型使用气候营力(黄色)和气候营力,包括ENSO条件(浅蓝色)。

全球表面温度观测(卡谭/土地温度数据结合HadISST2海面温度数据的海洋,在黑)和模型结果forcings-only(黄色)和营力+ ENSO(浅蓝色)。温度异常表达相对于1850 - 1879。根据图5Haustein等2019。图通过CarbonBrief使用Highcharts

在我们的模型中,几乎所有(97 - 98%)的长期温度变化可以解释为外部强迫。这种方法使用一个更精确的描述人为气溶胶反馈过程(气候变暖的影响炭黑从工业污染和冷却效果的硫酸盐颗粒燃烧)和消除偏见海表面温度(SST)记录的变化引起的测量的方法在第二次世界大战。然而,即使没有这些最新的营力和观测估计,这种方法了很大一部分全球气温的变化。

该模型有效地匹配温度在陆地和海洋。下面的图显示了模型的结果土地(橙色)相比,温度观测(红色),以及类似的海洋表面温度的值(观察深蓝色,浅蓝色为模型的结果)。

全球陆地和海洋表面温度观测和模型结果营力+ ENSO(浅蓝色)。相对于1850 - 1879年的温度异常表达;抵消了海洋温度-0.3摄氏度,避免重叠。图通过CarbonBrief使用Highcharts

不同组件的变暖

模型还允许我们属性温度变化不同的营力。下图显示了一个崩溃的全球表面温度不同的因素,包括人类营力(温室气体和气溶胶),自然营力(火山和太阳能)由于ENSO和短期变化。黑点显示观察到温度记录和灰色线显示了模型仿真,包含了所有不同的司机。

全球表面温度观测(黑)和模型结果对所有因素(灰色),温室气体(红色),气溶胶(深蓝色),自然营力(浅蓝色)和短期变化由于ENSO(黄色)。温度异常表达相对于1850 - 1879。图通过CarbonBrief使用Highcharts

这非常类似于数据先前发表的碳短暂必威手机官网的一篇关于为什么科学家认为大约100%的观察到的变暖是由于人类的模型用于分析早期版本的出现在我们的新纸。

古气候变化的比较

除了比较与观察到的温度从1850年到现在,我们可以扩展模型到更遥远的过去——回到1500年——使用过去的气候营力的估计。结果可以比较重构基于温度气候”代理”,这是来自如树木年轮气候记录,冰芯和海洋沉积物。

下图展示了结果当我们扩展模型1500(红色),对古气候相比再分析数据集(NTrend2015——大胆的橙色线)和个人代理记录(橙色)。北半球的温度显示,这就是大量的古气候温度重建是可用的。

北半球从观察表面温度(黑)和模型结果对所有因素(灰色),以及七种不同的基于代理的古气候的估计。图通过CarbonBrief使用Highcharts

在此期间从1500年至今,该模型捕获大部分数十年变化出现在代理数据。这提高了我们的信心,没有大的内部来源变化模型中省略——至少在过去的500年左右。

未来气候变暖

在气候系统继续受到短期自然变化从厄尔尼诺和拉尼娜事件,认为海洋一直推动气候冷或暖期为多个几十年过去,他们可能在未来——不太可能是正确的。

最复杂的全球气候模型强烈支持的假设海洋只有数十年时间尺度上改变全球气温的能力有限。这项研究提供了一个支持模型的结果。

这意味着我们可以期待未来的气候变暖主要是由外部强迫的因素——比如人为温室气体排放——随着变化与ENSO相关。

仍然有一些差异在过去复杂的气候模型模拟和观察。然而,我们建议这些模型应该使用较早的模型开始日期,包括强烈的火山喷发在1800年代早期,仍是影响全球气温在1800年代中后期可能更长时间,进而有助于提高两者之间的协议。更新的气候营力——被包含在即将到来的CMIP6建模项目——也会帮助解决一些历史分歧。

Haustein, k . et al。(2019)作用有限的内部变化在20世纪气候变暖,气候、杂志doi: 10.1175 / jcli - d - 18 - 0555.1

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