Палеоклиматология
Изучение климата геологического и исторического прошлого, реконструированного по природным архивам, чтобы выявить, как и почему климат менялся до появления приборов.
Definition
Палеоклиматология — это научное исследование прошлых климатов и их причин с использованием природных регистраторов климата, называемых прокси-данными, для реконструкции условий до появления инструментальных измерений.
Scope
Эта область охватывает реконструкцию и интерпретацию климата прошлого, от глубокого геологического прошлого через ледниковые периоды до последнего тысячелетия. Она рассматривает природные архивы и прокси-данные, такие как ледяные керны, морские и озерные отложения, годичные кольца деревьев, кораллы и спелеотемы, которые фиксируют прошлые условия; орбитальную синхронизацию ледниковых циклов; резкие климатические переходы; а также то, как палеоклиматические данные ограничивают чувствительность климата и помещают современные изменения в долгосрочный контекст.
Sub-topics
Core questions
- Как можно реконструировать прошлый климат по природным архивам?
- Что синхронизировало повторяющиеся ледниковые периоды?
- Насколько резко менялся климат в прошлом?
- Что глубокое прошлое раскрывает о чувствительности климата и настоящем?
Key theories
- Реконструкция на основе прокси-данных
- Физические, химические и биологические свойства природных архивов калиброванным образом реагируют на климат, поэтому их измерение позволяет количественно реконструировать прошлые температуры, осадки и состав атмосферы.
- Орбитальная синхронизация ледниковых периодов
- Медленные изменения в орбите Земли изменяют сезонное и широтное распределение солнечного света, синхронизируя рост и таяние ледниковых щитов на протяжении десятков тысяч лет.
Mechanisms
Природные архивы накапливаются слой за слоем, фиксируя химические и биологические сигналы, такие как изотопные соотношения, захваченные газы, ширина годичных колец и комплексы микрофоссилий, которые меняются в зависимости от климата. Датируя эти архивы и калибруя прокси-данные по современным наблюдениям, палеоклиматологи реконструируют прошлые температуры, объемы льда и концентрации парниковых газов, а также связывают изменения с орбитальным форсингом, вулканическими и солнечными вариациями и внутренними обратными связями.
Clinical relevance
Палеоклиматические данные раскрывают весь диапазон естественной изменчивости климата, предоставляют независимые ограничения на чувствительность климата и показывают, что современные концентрации парниковых газов и темпы изменений необычны в контексте недавнего геологического прошлого.
Evidence & guidelines
Шестой оценочный доклад МГЭИК опирается на палеоклиматические данные для определения границ чувствительности климата, чтобы показать, что недавние глобальные температуры и уровни углекислого газа являются исключительными за сотни тысяч — миллионы лет, и для информирования прогнозов будущих изменений.
History
Признание прошлых ледниковых периодов в девятнадцатом веке положило начало изучению прошлых климатов, Миланкович количественно обосновал орбитальную теорию в начале двадцатого века, а появление в середине двадцатого века изотопного анализа глубоководных и ледяных кернов превратило палеоклиматологию в количественную науку.
Debates
- Драйверы завершения ледниковых периодов
- Как орбитальный форсинг, парниковые газы, циркуляция океана и обратные связи ледниковых щитов объединяются, чтобы положить конец ледниковым периодам, и что из этого доминирует, остается активным вопросом.
Key figures
- Raymond Bradley
- Milutin Milankovitch
- Wallace Broecker
- Nicholas Shackleton
Related topics
Seminal works
- bradley2015
- cronin2010
Frequently asked questions
- Как ученые узнают о климате до появления термометров?
- Они изучают природные архивы, такие как ледяные керны, годичные кольца деревьев и отложения, чьи химические и биологические сигналы служат прокси-данными для прошлых температур, осадков и состава атмосферы.
- Почему далекое прошлое имеет значение для современного климата?
- Прошлые климаты показывают, насколько чувствительна система к изменениям парниковых газов и орбитального форсинга, предоставляя независимые проверки прогнозов и показывая, что текущие изменения необычны.