На основе уникального глобального сравнения данных образцов керна, извлеченных со дна океана и полярных ледяных щитов, исследователи AWI теперь продемонстрировали, что, хотя климатические изменения действительно уменьшились по всему миру от ледникового к межледниковому периоду, разница ни в коем случае не так заметна, как предполагалось ранее. До сих пор считалось, что ледниковые периоды характеризуются крайней изменчивостью температуры, тогда как межледниковые периоды относительно стабильны. Исследователи публикуют свои выводы онлайн в журнале Nature.
Если вы хотите знать, как изменится климат в будущем, вам нужно заглянуть в прошлое. Наблюдая за изменениями климата, которые произошли тысячи лет назад, мы можем улучшить прогнозы будущего климата. Сравнение слоев в образцах ледяного керна и океанских отложений позволило исследователям сделать вывод, например. как менялась средняя температура на Земле с течением времени, а также насколько велика была изменчивость. С разгара последнего ледникового периода 21 000 лет назад до нынешнего межледникового периода Земля прогрелась в среднем на пять градусов по Цельсию. Ввиду грядущего глобального потепления сегодняшнему населению планеты жизненно важно знать, будет ли температура повышаться неуклонно или будут внезапные сильные колебания. Частота экстремальных явлений является важным ориентиром для мер по адаптации к изменению климата, поскольку, когда речь идет о защите от наводнений, транспорте и строительных материалах, мы должны быть готовы к наихудшему сценарию, а не только к «средним» изменениям.
Исследователи климата из Группы молодых исследователей Гельмгольца ECUS в Центре полярных и морских исследований Гельмгольца (AWI) Института Альфреда Вегенера в Потсдаме теперь изучили, как изменчивость температуры менялась по мере того, как Земля нагревалась от последнего ледникового периода до нынешнего межледниковый период. До настоящего времени предполагалось, что температуры сильно варьировались во время последнего оледенения, в то время как нынешнее межледниковье в значительной степени характеризовалось небольшими колебаниями температуры. Эта интерпретация была основана на данных изотопов воды из ледяных кернов центральной Гренландии.
Команда под руководством доктора Киры Рехфельд и доктора Томаса Леппла сравнила данные, полученные в Гренландии, с данными из отложений, собранных в нескольких регионах океана по всему миру, а также с образцами ледяных кернов, собранными в Антарктике. Они показывают, что явление значительных колебаний температуры во время ледниковых периодов ни в коем случае не проявлялось единообразно во всем мире, а варьировалось от региона к региону. Например, в тропиках колебания температуры были в три раза более интенсивными, чем сегодня, в разгар последнего оледенения, тогда как ледяные керны из Гренландии показывают, что колебания были в 70 раз более интенсивными. «Ледяные керны из Гренландии, без сомнения, являются важным ключом к пониманию климата прошлого. При этом наше исследование подтверждает, что выводы, касающиеся Гренландии, не всегда репрезентативны для всего мира», - объясняет лидер Группы молодых исследователей Лэппле., который также возглавляет финансируемую ERC группу молодых исследователей SPACE.
Достижение первого автора Киры Рефельд и ее коллег: они впервые собрали и сравнили данные из различных климатических архивов и в общей сложности с 99 исследовательских участков. В сообществе исследователей климата ледяные керны обычно считаются золотым стандартом, потому что их слои очень однородны, в отличие от слоев отложений с морского дна, которые часто испорчены тектоническими сдвигами, течениями или морскими организмами. Исследователи AWI разработали математические методы, которые позволяют им оценивать неопределенности и потенциальные источники ошибок при оценке различных палеоклиматических архивов и учитывать эти факторы в своих анализах. «Таким образом, мы можем сравнивать образцы отложений с ледяными кернами для различных эпох в истории планеты», - говорит Лаэппле..
Более интенсивные колебания в ледниковые периоды связаны с большей разницей температур между покрытыми льдом полярными районами и тропиками, что обуславливало более динамичный обмен теплыми и холодными воздушными массами. «Если мы затем доведем эту идею до ее логического завершения, она говорит нам, что вариации будут продолжать уменьшаться по мере прогрессирования глобального потепления», - говорит Рефельд, - просто потому, что разница температур между нагревающимся Севером и тропиками будет уменьшаться. «Однако наши данные охватывают временные рамки, охватывающие столетия и тысячелетия - мы не можем приблизиться к нескольким годам, а это означает, что мы можем делать только косвенные выводы относительно экстремальных явлений, влияющих на погоду», - объясняет исследователь климата Рехфельд, который в настоящее время проводит исследования с Британской антарктической службой (БАС).
Климатические моделисты ранее постулировали механизм снижения изменчивости в более теплых климатических условиях в 2014 году. Тем не менее, в своем анализе Рефельд, Лэппл и их коллеги первыми подкрепили эту теорию глобальными климатическими данными из прошлого. Исследователи AWI описывают свои следующие усилия следующим образом: «Мы планируем подробно исследовать изменения краткосрочных вариаций в прошлом и их связь с долгосрочными изменениями климата. Для этого нам нужны надежные климатические архивы, а также улучшить наше понимание того, как они работают». Повышение точности до уровня, на котором палеоархивы могут также отражать экстремальные явления, вероятно, станет одной из самых больших проблем в ближайшие годы.