古气候学的目的

在有书面记录之前，科学家们不方便也不奢侈地访问容易获得、随时可用的数据。相反，他们使用了可以以有意义的方式解释的旧的现有数据。这就是古气候学发挥作用的地方。古气候学是气候研究raybet雷竞技最新在获得记录数据之前，如温度数据、降水数据、风数据、风暴数据和其他天气测量数据。这个词来自希腊语词根paleo，意思是“古代的”，以及气候一词。raybet雷竞技最新古气候研究raybet雷竞技最新有助于科学家更好地了解地球大气、海洋、生物圈和冰冻圈的演变。它还有助于气候学家量化导致气候变化的地球气候的各种性质，并更好地理解环境对这些强迫因素的敏感性。raybet雷竞技最新

的美国国家航空航天局使用古气候数据来测试raybet雷竞技最新他们的计算机模型，试图描绘不同于今天存在的气候。通过开发能够准确模拟和描绘过去气候活动的计算机模型，科学家们对他们今天正在建立的模型有了更大的信心，这些模型可以预测地球上不同地方的未来气候情景。raybet雷竞技最新如果模型对过去的事件是准确的，那么在当前数据上使用这些相同的模型可以提高对未来预测的信心。这些模型非常有用，因为它们能够模拟在地质或化石记录中找不到的变量，例如风的模式能源运输和云分布。

例如,加文·施密特他是美国raybet雷竞技最新宇航局的气候建模师戈达德太空研究所(GISS)基于大气对1991年火山raybet雷竞技最新爆发的反应创建了一个气候模型皮纳图博火山喷发在菲律宾。火山喷发到平流层的大量二氧化硫变成了硫酸盐气溶胶(微小的反射粒子)，在火山爆发后环绕地球一年多，使地球免受太阳能量的影响，并导致大气温度下降0.8华氏度(0.5摄氏度)。最初的模型运行良好，但有一个例外。根据施密特的说法，“事实证明，大多数效应都被很好地模拟出来了——它变冷了大约适当的量，而水汽反馈似乎被捕捉得很好。然而，这个模型有一个重大缺陷。在火山爆发后的冬天，欧亚大陆的实际温度比正常情况下更高，而不是更低(世界其他地方更冷)。该模型未能再现今年冬季变暖的情况。然而，全球气候raybet雷竞技最新模型通常不能很好地模拟平流层——受皮纳图博硫酸盐气溶胶影响的大气部分。因为平流层不影响天气，所以只有几个模型被建立来描述它。”

正因为如此，施密特回过头来仔细研究了一种叫做北大西洋涛动(NAO)的现象，这是一种存在于亚速尔群岛和格陵兰岛之间的大西洋上空的永久压力系统。NAO在正和负条件之间交替，当NAO为正时，它会使欧亚大陆变暖，就像皮纳图博火山喷发一样。基于这些信息，施密特将平流层的反应考虑在内，重建了模型，并再次运行该模型。为了验证他的结果，他输入了一个已知的同温层变化也发生过的时代的数据:蒙德极小期，这是1650年到1710年间欧洲显著变冷的时期，当时太阳相对平静。施密特说:“这是一个古气候和卫星数据结合在一起的例子，帮助科学家建立了一个更好的平流层如何影响NAO的模型raybet雷竞技最新。修正后的模型能够重现蒙德极小期期间欧洲上空异常寒冷的温度，也能够重现蒙德极小期之后欧洲上空异常温暖的温度皮火山喷发施密特古气候学的目标是提供验证和改进其他模型所需的信息，特别是那些用来预测气候突变的模型——这是全球变暖的一个关键问题。raybet雷竞技最新施密特说:“我们(目前)无法让这些模型去做一些事情，比如快速的气候变化。raybet雷竞技最新我们(人类)的整个历史都归功于这一事实的发生，我们不知道为什么会这样”(指的是地球上最后一个冰河期之后的气候突变)。raybet雷竞技最新

NASA的GISS已经能够模拟整个地球历史上的各种气候序列，例如主要的冰川事件，特别是覆盖过raybet雷竞技最新去18,000年的末次大冰期和全新世。这些模型还可以用来测试气候系统对二氧化碳水平变化的敏感性，二氧化碳水平是当今全球变暖的一个关raybet雷竞技最新键组成部分。

科学家们希望能够重建过去的气候，以便更好地了解在过去几千年或更长的时间里发生了什么自然气候变化raybet雷竞技最新，为什么会发生这些变化，以及这些变化是如何影响环境的。它还有助于更好地了解不受人类干扰的气候变化(因为所有历史记录的数据都发生在人类干扰的时期)。raybet雷竞技最新古气候学既包括收集过去气候条件的证据，也包括努力了解造成这些条件的过程——一种“因果”关系。raybet雷竞技最新

科学家们从古气候学的发现中学会欣赏的另一个重要概念是，地球气候易于频繁变化。raybet雷竞技最新在整个地质时期，有洪水、干旱、温暖时期和冰河期的证据。通过研究过去的气候间隔，科学家们能够更好地可靠地预测气候变化将如何影响环境，以及它们的影响将持续多长时间，范围有多广。

近年来，科学家们对气候突变有了更好的理解。raybet雷竞技最新他们已经能够探测到地球几乎被冻结的时期和其他时间温室．气候变化有时是在很长raybet雷竞技最新一段时间内逐渐发生的，有时则是在几十年甚至几年内发生的重大变化。重要的是要了解复杂气候系统中可能发生的变化类型，以避免根据最近的情况出现意想不到的意外raybet雷竞技最新全球变暖问题．这就是为什么能够建立描述气候突变的精确模型是如此重要的原因之一。raybet雷竞技最新

研究过去的“自然”气候地球周期也为科学家们提供了一个很好的基础数据水平，用来比较当前的情况。当人类与大气相互作用时，他们直接影响气候系统。raybet雷竞技最新例如，它们向大气中添加的污染物数量对全球变暖有直接影响。通过对地球气候的全面了解，科学家可以评估自然现象(如火山爆发)与人为现象(如污染、森林砍伐和raybet雷竞技最新耕作)对天气的具体影响。一项主要发现是，与早期时期相比，20世纪初出现的气温急剧上升是不具有特征的。在其他时期，气温并没有如此急剧而明显的上升。NASA GISS的詹姆斯·汉森博士和其他组织的科学家们领导的一项研究得出的结论是，地球现在正达到并正在经历过去1.2万年中最温暖的水平。他们得出的结论是，数据显示，在过去30年里，地球一直在以每十年约0.36华氏度(0.2摄氏度)的速度快速变暖。

汉森博士说:“这些证据表明，我们正在接近人为污染的危险水平。近几十年来，人为制造的温室气体已成为气候变化的最大因素。”raybet雷竞技最新即使将当前的温度与上一次记录在案的重要温暖期(即厄尔尼诺现象)的温度进行比较中世纪暖期这一现象发生在公元800-1300年的欧洲，今天的气温比现在高0.7华氏度(0.4摄氏度)。这一发现告诉科学家，人类对当今全球变暖的贡献是巨大的，如果要有效地应对全球变暖，就必须解决这个问题。

古气候学帮助计算机建模者改进他们的气候建模程序。raybet雷竞技最新这些计算机模型极其复杂，因为气候系统涉及太多变量。raybet雷竞技最新当程序员使用古气候知识设计程序时，它有助于校准模型，使它们整体上更准确，并提高它们的预测能力。随着人们对气温上升和温室气体浓度的关注，了解过去是一种将其与现在进行比较的方法，然后能够预测未来会发生什么。

科学家们使用多种方法来研究过去的气候。raybet雷竞技最新他们使用的方法类型取决于他们想要回溯到多久远的时间。如果科学家只回顾不到20年的历史，他们就可以利用现有的记录数据，包括庞大的卫星数据数据库和仪器气象测量数据。(美国国家海洋和大气管理局(NOAA)目前保存着这类数据。)如前所述，其他记录数据可以追溯到19世纪，其他一些书面记录甚至可以追溯到更早的时候。例如，中世纪的欧洲就有书面记录，记录了葡萄收获和酿酒等事件的数据。如果知道在某一时期种植了什么作物，就有可能对当时的气候可能是什么样子作出合理的结论。raybet雷竞技最新

然而，这种类型的数据并没有提供关于气候变化长期方面的太多信息。raybet雷竞技最新有些气候变化的周期为几千年或几十raybet雷竞技最新万年，甚至更长。为了更好地了解导致气候变化的过程及其结果，气候学家必须能够研究大范围地质时期的记录。raybet雷竞技最新更古老的气候raybet雷竞技最新数据也很重要，因为它们为气候学家提供了地球爆发前自然气候条件的宝贵信息工业革命的开端以及随后人类对气候的大规模干扰。raybet雷竞技最新工业革命开始的同时，气候记录也开始被保存。raybet雷竞技最新为了进一步研究过去，科学家们必须使用所谓的代理数据。

代理数据是简单的自然数据，可以用作过去气候的标记或指标，如珊瑚、树木年轮和沉积物层。raybet雷竞技最新这些物品可以保存有关地球过去的大气条件和气候的信息。raybet雷竞技最新代理数据将在第3章中更详细地讨论。

通过气候学中可用的工具，科学家们已经能够了解地球过去的气候。raybet雷竞技最新他们已经能够成功地确定，地球的气候一直在波动，并经历了几个冰河时代的周期。raybet雷竞技最新有些冰河期周期持续了数千年冰川推进，然后撤退。上一次大冰河期结束于大约1万年前。从那时起，尽管北半球的小冰期从大约公元1450年持续到1890年，但地球一直在波动，但总体上是变暖的。这发生在被称为中世纪的变暖期之后raybet雷竞技最新气候适宜．

继续阅读:地球的地质历史

这篇文章有用吗?

＋1 0