気候プロキシとアーカイブ

氷床コアや年輪から海洋堆積物やサンゴに至るまで、過去の気候を科学者が再構築することを可能にする物理的および化学的シグナルを持つ自然の記録媒体。

Definition

気候プロキシとは、気候によって変動し、過去の状態を再構築するために較正できる自然アーカイブの測定可能な特徴であり、気候アーカイブとは、氷床や堆積層のように、これらのシグナルを保存する自然の物質を指します。

Scope

このトピックでは、過去の気候を再構築するために使用されるアーカイブとプロキシ指標について扱います。これには、閉じ込められた空気と同位体を含む氷床コア、微化石と地球化学を含む海洋および湖沼堆積物、年輪、サンゴ、洞窟堆積物（speleothems）、花粉が含まれます。プロキシが現代の気候に対してどのように較正されるか、アーカイブがどのように年代決定され共通の時間スケールに配置されるか、そして信頼性を向上させるために複数のプロキシを組み合わせて使用することを含め、それぞれの分解能、範囲、不確実性について論じます。

Core questions

• どのような物理的および化学的シグナルが気候プロキシとして機能しますか？
• プロキシは現代の気候に対してどのように較正されますか？
• アーカイブはどのように年代決定され、共通の時間スケールに同期されますか？
• 各アーカイブの分解能と不確実性は何ですか？

Key theories

同位体温度計

氷や炭酸塩中の酸素と水素の安定同位体比は、温度と氷の体積によって系統的に変化し、過去の気候を再構築するための定量的な基礎を提供します。

較正とマルチプロキシ統合

プロキシは、重複期間における観測データに対して較正され、ノイズを低減し、単一の記録が不完全な場合の気候を再構築するために、アーカイブ間で結合されます。

Mechanisms

氷、堆積物、木材、または炭酸塩が形成される際、それらは気候に依存するシグナルを取り込みます。同位体比は温度と氷の体積を反映し、閉じ込められた気泡は過去の大気組成を保存し、成長帯の幅は成長条件を追跡し、微化石群集は過去の環境を示します。層の年代を決定し、現代の測定値に対してプロキシを較正することにより、研究者らはこれらのシグナルを定量的な再構築に変換し、いくつかのプロキシを組み合わせて結果を確認し、洗練させます。

Clinical relevance

プロキシアーカイブは、気候記録を観測時代をはるかに超えて拡張し、過去の変動性を明らかにし、気候感度を制約し、最近の温室効果ガスレベルと温暖化の異常な特性を確立するデータを提供します。

History

20世紀半ばのエミリアーニによる深海コアに関する同位体研究と、ダンスガードによる氷に関する研究は、自然アーカイブが温度を定量的に記録することを示しました。ボストークやその後のEPICAのような深層氷床コアは、高分解能の記録を数十万年前まで遡らせ、一方、年輪やサンゴのネットワークは最近の過去を洗練させました。

Debates

プロキシによる温度再構築の信頼性

較正の仮定、年代決定の不確実性、およびアーカイブの不均一な分布は、特に過去千年間の定量的なプロキシ温度再構築の精度に関する継続的な議論につながっています。

Key figures

• Raymond Bradley
• Willi Dansgaard
• Cesare Emiliani
• Nicholas Shackleton

Seminal works

• petit1999
• bradley2015

Frequently asked questions

氷床コアは何を教えてくれますか？

その層は、同位体を通じて過去の温度、閉じ込められた気泡を通じて過去の大気組成、そして火山噴火や塵などの出来事を記録しており、数十万年にもわたる期間をカバーしています。

気候プロキシはどの程度正確ですか？

適切に較正されたプロキシは、定量化された不確実性を持つ信頼性の高い推定値を提供し、いくつかのアーカイブを組み合わせることで誤差が減少しますが、精度はアーカイブと期間によって異なります。