Forskere sammenligner den globale temperaturvariabilitet i glaciale og mellemistider

På grundlag af en unik global sammenligning af data fra kerneprøver udtaget fra havbunden og polarisen, AWI-forskere har nu påvist, at selvom klimaændringer er faldet rundt om på kloden fra istid til mellemistid, forskellen er på ingen måde så udtalt som tidligere antaget. Indtil nu, det blev antaget, at glaciale perioder var karakteriseret ved ekstreme temperaturvariationer, mens mellemistiderne var relativt stabile. Forskerne offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Natur .

Hvis du vil vide, hvordan klimaet vil ændre sig i fremtiden, du skal se på fortiden. Ved at se på de klimaændringer, der fandt sted for tusinder af år siden, vi kan forbedre forudsigelser for fremtidens klima. Sammenligning af lag i iskerneprøver og havsedimenter har gjort det muligt for forskere at udlede, hvordan den gennemsnitlige temperatur på Jorden har ændret sig over tid, og også hvor stor variationen var. Fra højden af ​​den sidste istid 21, 000 år siden til vores nuværende mellemistid, Jorden er i gennemsnit blevet opvarmet med 5 grader Celsius. I lyset af den fremtidige globale opvarmning, det er afgørende for nutidens globale befolkning at vide, om temperaturerne vil stige støt, eller om der pludselig kommer, store udsving. Hyppigheden af ​​ekstreme hændelser repræsenterer et væsentligt benchmark for tilpasningsforanstaltninger til klimaændringer, siden, når det kommer til beskyttelse mod oversvømmelse, transport og byggematerialer, vi skal være forberedte på det værst tænkelige scenario, og ikke kun for "gennemsnitlige" ændringer.

Klimaforskere fra Helmholtz Young Investigators Group ECUS ved Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) i Potsdam har nu undersøgt, hvordan temperaturvariabiliteten ændrede sig, da Jorden blev varmet fra den sidste istid til den nuværende mellemistid. Til dato er det blevet antaget, at temperaturerne varierede meget under den sidste istid, mens den nuværende mellemistid i høj grad var præget af små temperaturvariationer. Denne fortolkning var baseret på vanisotopdata fra centrale grønlandske iskerner.

Holdet, ledet af Dr. Kira Rehfeld og Dr. Thomas Laepple, sammenlignede Grønlands data med data fra sedimenter indsamlet i flere havområder rundt om på kloden, samt fra iskerneprøver indsamlet i Antarktis. De demonstrerer, at fænomenet med store temperatursvingninger under istider på ingen måde har manifesteret sig ensartet på verdensplan, men har i stedet varieret fra region til region. For eksempel, i troperne, temperaturvariationerne var tre gange så intense som i dag på højden af ​​den sidste istid, hvorimod iskernerne fra Grønland indikerer variationer, der var 70 gange så intense. "Iskernerne fra Grønland er, uden tvivl, en vigtig nøgle til at forstå fortidens klima. Når det er sagt, vores undersøgelse bekræfter, at konklusionerne vedrørende Grønland ikke altid er repræsentative for hele verden, " forklarer Young Investigators Group-leder Laepple, som også leder den ERC-finansierede Young Investigators Group SPACE.

Førsteforfatter Kira Rehfeld og hendes kolleger har, for første gang, indsamlet og sammenlignet data fra forskellige klimaarkiver og i alt 99 forskningssteder. I klimaforskningsmiljøet, iskerner betragtes generelt som guldstandarden, fordi deres lag er meget konsistente, i modsætning til sedimentlag fra havbunden, som ofte er præget af tektoniske skift, strømme eller marine organismer. AWI-forskerne har udtænkt matematiske metoder, der giver dem mulighed for at estimere usikkerheder og potentielle fejlkilder, mens de vurderer forskellige palæoklimaarkiver, og at tage højde for disse faktorer i deres analyser. "Som sådan, vi kan sammenligne sedimentprøverne med iskernerne for forskellige epoker i planetens historie, " siger Laeple.

De mere intensive variationer i glaciale perioder skyldes den større temperaturforskel mellem de isdækkede polarområder og troperne, hvilket gav en mere dynamisk udveksling af varme og kolde luftmasser. "Hvis vi så følger den idé til dens logiske konklusion, det fortæller os, at variationerne vil fortsætte med at blive mindre, efterhånden som den globale opvarmning skrider frem, " siger Rehfeld - simpelthen fordi forskellen i temperatur mellem det opvarmende nord og troperne vil aftage. "Men, vores data dækker tidsrammer, der spænder over århundreder og årtusinder - vi kan ikke zoome ind på kun en håndfuld år, hvilket betyder, at vi kun kan drage indirekte konklusioner om de ekstreme begivenheder, der former vejret, " forklarer klimaforsker Rehfeld, som i øjeblikket forsker med British Antarctic Survey (BAS).

Klimamodellere havde tidligere postuleret mekanismen med reduceret variabilitet under varmere klimatiske forhold i 2014. Men med deres analyse, Rehfeld, Laepple og kolleger er de første til at styrke denne teori med globale klimadata fra fortiden. AWI-forskerne beskriver deres næste indsats som følger:"Vi planlægger at undersøge i detaljer ændringerne i kortsigtede variationer i fortiden og deres forhold til langsigtede klimaændringer. For at gøre det, vi har brug for pålidelige klimaarkiver, og for at forbedre vores forståelse af, hvordan de virker." At øge nøjagtigheden til et niveau, hvor palæo-arkiver også kan afspejle ekstreme begivenheder, vil sandsynligvis være en af ​​de største udfordringer i de kommende år.