在過去的一個世紀裡，地球的平均溫度迅速下降升高約攝氏1度（1.8 華氏度）。 證據無可爭議。 它來自世界各地的溫度計和其他感測器。
但是工業革命之前、溫度計之前、人類通過氣候變暖之前的數千年呢？從化石燃料釋放吸熱二氧化碳？
當時，地球的溫度是變暖還是變冷？
儘管科學家對最近 6000 年的了解比其他千禧年間隔都要多，但對這一長期全球溫度趨勢的研究已經取得了進展。對比結論。
為了試圖解決這一差異，我們對現有證據進行了全面的全球範圍評估，包括樹木年輪和海底沉積物等自然檔案以及氣候模型。 我們的結果，發佈於 2023 年 2 月 15 日，提出改進氣候預測的方法，以避免錯過一些重要的緩慢變化的、自然發生的氣候回饋。
全球暖化的背景
像我們這樣研究過去氣候的科學家，或者古氣候，尋找遠早於溫度計和衛星之前的溫度資料。
我們有兩個選擇：我們可以找到儲存的有關過去氣候的信息在自然檔案館中，或者我們可以使用來模擬過去氣候模型。
有幾個自然檔案記錄了氣候隨時間的變化。 每年形成的年輪樹,石筍和珊瑚可用於重建過去的溫度。 類似的數據可以在冰川冰以及在發現的小貝殼中隨著時間的推移在海底累積的沉積物或者湖泊。 這些可以作為基於溫度計的測量的替代品或代理。
例如，樹木年輪寬度的變化可以記錄溫度波動。 如果生長季節的氣溫太冷，那麼當年形成的樹木年輪就會比氣溫較高的年份形成的年輪更薄。
另一種溫度指標是在海底沉積物中發現的，即微小海洋生物的遺骸中。有孔蟲。 當有孔蟲活著時，其化學成分貝殼的變化取決於海洋溫度。 當它死亡時，隨著時間的推移，貝殼會下沉並被其他碎片掩埋，在海底形成沉積層。 然後，古氣候學家可以提取沉積物核心，並對這些層中的貝殼進行化學分析，以確定其成分和年齡，有時可以追溯到數千年前。
氣候模型是我們探索過去環境的另一個工具，也是地球氣候系統的數學表示。 他們模擬大氣層、生物圈和水圈之間的關係，以創造我們最好的現實複製品。
氣候模型用於研究現狀,預測未來的變化和重建過去。 例如，科學家可以輸入過去的溫室氣體濃度，我們可以從資訊儲存在古代冰的微小氣泡中，模型可以使用該資訊來模擬過去的溫度。 現代氣候數據和自然檔案的詳細資訊用於測試其準確性。
代理數據和氣候模型有不同的優勢。
代理是有形的、可測量的，它們通常對溫度有易於理解的反應。 然而，它們在世界各地或時間上的分佈並不均勻。 這使得重建全球連續溫度變得困難。
相較之下，氣候模型在空間和時間上是連續的，但儘管它們通常非常熟練，但它們永遠無法捕捉氣候系統的每個細節。
古溫度難題
在我們的新評論論文，我們評估了氣候理論、代理數據和模型模擬，重點關注全球溫度指標。 我們仔細考慮了影響氣候的自然發生過程，包括長期變化地球繞太陽公轉，溫室氣體濃度，火山爆發和太陽熱能的強度。
我們也研究了重要的氣候回饋，例如植被和海冰變化，這些回饋可以影響全球溫度。 例如，有強有力的證據表明北極海冰減少和更多植被覆蓋其存在時間比19世紀距今約6000年。 這會使地球表面變暗，導致它吸收更多的熱。
我們的兩種類型的證據對現代全球暖化之前 6000 年地球溫度趨勢提供了不同的答案。 自然檔案普遍表明，大約 6,000 年前地球的平均溫度比與 19 世紀的中位數相比約 0.7 C (1.3 F)，然後逐漸冷卻，直至工業革命。 我們發現大多數證據都指向這個結果。
同時，氣候模型普遍顯示出輕微的暖化趨勢，對應於二氧化碳的逐漸增加發展以農業為基礎的社會之後的幾千年裡冰蓋消退在北半球。
如何改善氣候預報
我們的評估強調了改進氣候預測的一些方法。
例如，我們發現，如果模型能夠更全面地代表某些氣候回饋，它們就會更強大。 一氣候模型實驗包括 6000 年前某些地區植被覆蓋增加的模型能夠模擬我們在代理記錄中看到的全球溫度峰值，這與大多數其他模型模擬不同，後者不包括這種擴大的植被覆蓋。
理解並更好地整合這些和其他回饋將會很重要隨著科學家不斷提高我們預測未來變化的能力。
