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对过去300万年气候变化的首次成功模拟模型

提交如下: -Stefan@2019年4月3日

Matteo Willeit的访客邮件,波茨坦气候影响研究所

一项新研究发表于科学进展结果表明,利用地球系统的有效模式,可以重现近300万年来自然气候变化的主要特征。

第四纪是最新的地质时期,覆盖了过去的~2.6百万年。它是由冰川间冰期的存在所定义的,与北半球大陆冰盖的周期性增长和衰退有关。第四纪期间的气候变化在深海沉积物核心测得的氧同位素中最为明显。它代表了全球冰体积和海洋温度的变化。这些数据清楚地表明,在过去的300万年中,大冰盖和较冷的温度有一个普遍的趋势,伴随着冰川间冰期变化幅度的增加,以及从周期性为40000年的大部分对称周期向大约100000年的强烈不对称周期的转变。一百万年前。冰川循环动力学中这些转变的最终原因仍然存在争议。

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新的海洋热含量历史必威官网

提交如下: -集团@2019年1月23日

客人评论来自劳尔·赞纳(美国)牛津)G.杰克盖比(WHOI)

最近的两篇论文,赞纳等。(2019)(以下简称ZKGIH19)和Gebbie&Huybers(2019年)(以下简称GH19)独立重建的海洋热含量(ohc)在仪器记录(从1950年开始)之前发生必威官网了变化。这两篇论文的目标(和方法)有很大不同——ZKGIH19调查了海洋变暖和热海平面上升的区域模式,虽然GH19分析了深海的长期记忆,但它们都有着相同的联系。关键问题气候强迫和反应。

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工具书类

  1. L.ZannaS.KhatiwalaJ.M.格雷戈瑞JIsonP.亨巴赫“历史海洋蓄热和运输的全球重建”,必威官网国家科学院学报,卷。116,聚丙烯。1126—1131,2019。http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1808838115
  2. G.格比P.Huybers“小冰期和20世纪太平洋深冷”,科学类,卷。363,聚丙烯。770—742019。http://dx.doi.org/10.1126/science.aar8413

工业前人为二氧化碳排放量:多大?

提交如下: -Mike@2018年10月11日

来宾文章作者威廉·拉迪曼

鲁迪曼(2003)出版15年后,早期的人为假设仍然存在争议,许多学科的相关证据不断涌现。本文总结的最新研究结果支持了早期农业(1850年以前)的温室气体排放量足以大幅度改变大气成分和全球气候的说法。

海洋同位素阶段(MIS)19是与当前MIS 1间冰期最接近的轨道模拟(Tzedakis等人,2012)进动(εsinω)变化很小,sin和倾角几乎同步(图1A,b)。MIS 11曾被称为最接近的MIS 1模拟(例如,布洛克和斯托克,2006)但这一说法现在被否决了,因为MIS 11中的倾角和进动峰值相差甚远。


图1 MIS19期间(a)倾角和(b)进动(εsinω)趋势的比较,(绿色)mis11(黑色)和mis1(红色)。基于Tzedakis等人(2012)。(c)MIS19(黑色)和MIS1(红色)期间的二氧化碳趋势。MIS 19的二氧化碳数据来自DOME C(Bereiter等人2015)。MIS 1的二氧化碳数据来自Law Dome(Macfarling Meure等人2006)和Dome C(Monnin等人2001,2004)MIS1。

当MIS 11作为模拟信号消除时,重点是MIS 19。MIS 1和MIS 19早期的CO2信号(图1c)达到几乎相同的峰值270和269 ppm,此后,MIS 1值下降了4000年,但随后上升了20 ppm,达到工业前280-285 ppm。相反,MIS 19二氧化碳趋势持续下降超过10000年,到目前相当于245-250 ppm。这一数值与自然全新世早期人类假说中提出的240-245 ppm的水平一致(没有人为叠印)。两次间冰期之间的35 ppm差异接近于Ruddiman(2003)推断的40 ppm全新世异常。

Vavrus等人对MIS 19时间(相当于今天)的GCM模拟。(2018年)表明,低二氧化碳值将导致加拿大群岛和巴芬岛(面积约为格陵兰大小)全年积雪(预示着初期冰川作用)。以及其他北极地区(另见Ganopolski等人,2014)。

Ruddiman(2003)估计工业前碳排放量为300-320 GT,基于信封背面,编制了当时可用的不完整森林清除历史记录(表1)。[一吨是十亿吨]。有一段时间,这一估计被认为过高了5到10倍(Joos等人,2004;Pongratz等人,2008;斯托克等人,2011。然而,卡普兰等人。(2011)发现,这些估计值有偏差,因为它们假定早期人均清除量比实际历史数据显示的大量清除量小得多。这些估计数还忽略了已清理的未积极使用农业的地区,但还没有重新造林。对这些因素进行调整,卡普兰及其同事估计工业前排放量为343gtc。

厄尔布等。(2017年)如果没有人类活动(910 GTC),目前地球潜在自然植被中储存的碳量的平均估计数为7(与今天实际储存的460 GTC碳量相比)。他们将450 GTC的差异归因于人类对植被的累积清除(主要是森林砍伐)。随着工业时代出现了约140 GTC的通关,这使得估计310 GTC作为总清除和排放到大气在前工业时代。在类似的分析中,Lorenz和Lal(2018年)估计工业前碳排放量“高达”357 gtc。

其他学科的研究已经开始添加关于早期清除的直接地面真相证据。betway体育手机版数百个欧洲湖心的花粉分析(Fyfe等人,2014;罗伯茨等,2018)表明,森林植被在6000年前开始减少,在工业时代开始之前达到近现代水平(图2)。在中国,李等编纂了50000多个考古遗址。(2009)和霍斯纳等人(2016)显示,从7000年前开始,在以前的森林地区,农业定居点的数量大幅增加。这些广泛的汇编支持上述对早期人类大清除和碳排放量的估计。


图2。欧洲早期森林砍伐的证据。(a)欧洲花粉数据库中的核心位置。B中花粉汇总所用的岩心显示为红色(Fyfe等人,2015)。(b)森林变化,打开,半开放(混合森林和开放)植被绘制为“假生物群落”总和。

随着这一广泛的多学科证据的出现,一些科学家继续拒绝早期的人为假设。大多数的反对意见是基于地球化学指数(δ13CO2),该指数是在冰芯中的气泡中所含的二氧化碳中测得的。δ13co2指数显示陆地上富含12c的陆地碳和海洋中13c的中性碳之间的相对平衡。在过去的7000年中,大气二氧化碳的13摄氏度小幅度减少被解释为这段时间内,富含12摄氏度的陆地碳的最小输入量(Broecker和Stocker,2006;埃尔希格等人,2009)。在7月20日,2018 Scienceonline.org帖子,Jeff Severinghaus估计早期人类对观测到的二氧化碳上升的贡献为“最多1至2 ppm”,或者只是表1中最近评估的5-10%。

其他科学家(Stocker等人,2018;Ruddiman等人,2016)指出,除非所有重要的碳源和碳汇都受到良好约束,否则不能使用δ13CO2指数来隔离森林砍伐的碳量。Yu(2011)的编纂表明,在过去的7000年中,约300gt的陆地(富含12C)碳被埋藏在北方泥炭中,这表明在以前的研究中,这一限制条件并未得到满足。在过去的7000年中,将~300 gtc埋藏在北方泥炭中需要平衡超过300 gtc的陆地碳排放。上述讨论总结了工业前毁林可以填补这一赤字的证据。即使现在,然而,在过去的7000年中,非泥炭永冻土区和河漫滩和三角洲的碳交换(无论是源还是汇)仍然鲜为人知。

科学家们试图对这一仍在进行中的争论做出决定,现在可以权衡广泛的多学科证据,证明早期betway体育手机版森林大面积砍伐,而不是依赖于迄今为止约束不佳的δ13CO2指数。

工具书类

BereiterB.,S.EgglestonJSchmittC.Nehrbass AhlesTf.Stocker等。(2015)在目前之前,将Epica穹顶C二氧化碳记录从800 Kyr修改为600 Kyr,Geophys。物件。莱特,42,542—549。

布勒克WS.和T。L.斯托克(2006)全新世二氧化碳上升:人为的还是自然的?EOS反式埃默。地球物理联合会87,27。

厄尔布K.H.TKastnerC.PlutzarC.a.L.巴斯n.名词卡瓦尔,等。(2018)森林管理对全球植被生物量的意外巨大影响。自然553,73-76。

Elsig J.JSchmittd.LeuenbergerR.SchneiderMEyer等。(2009)南极冰芯全新世碳循环的稳定同位素约束。自然461,507~510。

FyfeR.M.JWoodbridgeN.罗伯茨(2015)从森林到农田:用伪生物化方法推断欧洲各地的花粉覆盖变化。全球变化生物学20,1197-1212。

GanopolskiA.R.温克尔曼和H。JSchellenhuber(2014)诊断过去和未来冰期开始的临界日晒-CO2关系。自然529,200—203。

HosnerDM瓦格纳P.e.塔拉索夫X。陈C.莱佩(2016)新石器和青铜时代中国考古遗址时空分布格局综述。全新世26,1576—1583.

约斯F格贝尔S徒弟,等。(2004)上一次冰期以来全新世大气二氧化碳和陆地碳的瞬态模拟。全球生物地球化学循环18。doi:10.1029/2003gb002156。

卡普兰J。哦,KMKrumhardte.C.埃利斯Wf.拉迪曼C.Lemmen等。Goldewijk(2011年)人类土地覆盖变化导致的全新世碳排放。全新世21,75-792。

锂,X.J道森J周X.周(2008)亚洲人口增长和水稻农业发展,以及5000 bp以来的人为甲烷排放量。Quat。INT202,41-50。

劳伦兹KR.LAL(2018),农业土地利用和全球碳循环。在:农业系统的碳封存,P.1-37。

麦克法林·梅尔,C.d.EtheridgeC.TrudingerP.斯梯尔R.Langenfelds等。(2006)法律穹顶CO2CH4和N2O冰芯记录延长至2000年BP。Geophys。物件。莱特,33,L14810,内政部:10.1029/2006GL026152。

Monnin E.a.安德鲁,a.达伦巴赫,J弗卢克,B.斯托弗等。(2001)最后一次冰期结束时大气中的二氧化碳浓度。科学,291,112~114。

PongratzJ.C.ReickTRaddatzM.a.克劳森(2008年)上千年全球农业区和土地覆盖的重建。全球地球化学循环22,GB3018MDOI:10.1029/2008Glo36394。

Roberts NR.MFyfeJWoodbridge等。(2018)欧洲森林:过去11000年以花粉为基础的合成。自然科学报告。内政部:10.1038/S41598-017-18646-7
拉迪曼Wf.(2003)人类温室时代始于数千年前。气候变化61,261-93.

拉迪曼WF.d.Q.FullerJE KutzbachP.C.TzedakisJO卡普兰等人。(2016)全新世晚期气候:自然气候还是人为气候?牧师。地球物理学54,93-118。

StockerB.DKStrassmannF.约斯(2011)全新世大气二氧化碳和现代碳收支对人类早期土地利用的敏感性:基于过程基础模型的分析。生物地球科学8,69.

StockerB.D.Z.于F.约斯(2018)限制全新世不同土地利用历史的二氧化碳排放:碳预算加起来了吗?第26页,6-7。

TzedakisP.C.Je.T查内尔d.a.HodellH.f.KleivenL.KSkinner(2012)确定当前间冰期的长度。自然地球科学5,138~141。

瓦夫勒斯S.J.f.他,Je.KutzbachWf.拉迪曼P.C.Tzedakis(2018年)海洋同位素19期的冰期开始:一个轨道模拟
天然全新世。自然科学报告81,doi:10.1038/s41598-018-28419-5。

如果你怀疑AMOC已经减弱,读这个

提交如下: -Stefan@2018年5月28日

几周前,我们在一个纸在自然自19世纪末以来,大西洋翻转环流(有时被称为湾流系统)已明显减弱。世纪,20年代中期以来,大部分的衰退都发生了世纪。我们的研究得到了世界各地同事的高度赞扬(谢谢)。但媒体也有一些问题和批评,因此,我想在这里介绍一个讨论这些问题的论坛,希望其他人(尤其是持不同观点的人)能够参与下面的评论部分。 更多的

气候科学的透明度

提交如下: -加文,2018年5月12日

好东西?当然。*

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志留纪假说

提交如下: -加文,2018年4月17日

为美国国家航空航天局工作的一个好处是,该机构所涵盖的科学范围非常广泛——从目前的卫星记录来看,对于外行星气候,从早期的火星和地球深处到遥远的未来——以及思考“伟大”的机会。本周,我与亚当·弗兰克(AdamFrank)合作发表了一篇论文,希望能引发一些“大”的思考。

这个志留纪假说预印本)如果工业文明在人类存在之前就已经在地球上出现,会留下什么现在可以检测到的痕迹?作为起点,我们探索了数百万年后人类世的痕迹——碳同位素的变化,全球变暖,沉积增加,重金属浓度峰值,塑料和其他——然后看看地质记录中以前类似事件的例子。我们在地球上的存在有什么独特之betway体育手机版处?任何工业文明都有哪些共同之处?我们能排除类似的原因吗?

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工具书类

  1. G.A.施密特A.弗兰克“志留纪假设:是否有可能在地质记录中发现工业文明?”,国际天体生物学杂志,卷。18,聚丙烯。142-150,2018。http://dx.doi.org/10.1017/s1473550418000095

大西洋翻转环流减弱的有力证据

提交如下: -Stefan@2018年4月11日

通过两项新的研究自然,湾流系统的弱化又回到了科学的头条新闻中。但在那之前,有意思的新论文已经发表了——是时候更新一下这个话题了。

让我们从明天的问题开始自然,除了两个新的研究(其中之一我参与)还包括新闻与观点评论。一切都围绕着湾流系统是否已经减弱的问题展开。气候模型预测,这将是全球变暖的一个后果,以及其他问题,如海平面上升和热浪增加,必威官网干旱和极端降水。但是,这样的减速今天已经开始了吗?这个问题问起来容易,回答起来难。大西洋经向翻转环流(AMOC,亦称为湾流系统是巨大的,整个大西洋的三维流动系统,在不同的时间尺度上波动。因此,在水中放置一个或两个流速计是远远不够的。更多的

Alsup询问答案

你们中有些人可能读过betway体育手机版诉讼由多个直辖市(包括旧金山和奥克兰)对主要石油公司造成的损害(主要与海平面上升有关)由人为气候变化引起。关于地位的法律细节,管辖权,等。都很有趣@哥伦布气候对于这些细节,但有些独特,法官(威廉·阿尔苏普)要求提供一个关于气候科学的教程(原告和被告提供2小时的证据)。此外,他发表了一篇文章。八个问题列表他希望小组回答这个问题。

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气候一直在变化。你的结论是什么?

提交如下: -Stefan@2017年7月20日

可能每个人都听过这场争论,反对气候科学家对全球变暖的研究结果:“气候一直在变化!”这是真的:甚至在人类开始燃烧化石燃料之前,气候就已经改变了。那么我们能从中得出什么结论呢?

快速测验

你认为…

(1)人类不能改变气候?

(2)我们不知道人类是否应该为全球变暖负责?

(3)全球变暖不会有任何严重后果?

(4)我们不能阻止全球变暖?更多的

气候敏感性估计和校正

提交如下: -加文,2017年7月12日

你需要小心根据观测推断气候敏感性。

本周有两个气候敏感性的故事——都与你在从观测数据推断约束条件之前需要多么小心有关。(你可以复习一下背景和定义在这里)两种情况——在自然(我领导的)和一份新报纸原生动物和水牛(2017年)–检查先前公布的气候敏感性评估的基本假设,发现它们缺乏。

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工具书类

  1. C.ProistosescuP.J.Huybers“慢气候模式协调历史和基于模型的气候敏感性估计”,科学进展,卷。三,聚丙烯。E1608921,2017。http://dx.doi.org/10.1126/sciav1602821