هل ارتفعت درجة حرارة الأرض بالفعل أم أن الاحتباس الحراري عكس اتجاه التبريد طويل المدى؟

طرقً تحسين التنبؤ بالمناخ لتجنب فقدان بعض ردود الفعل المناخية ذات الحركة البطيئة والتي تحدث بشكل طبيعي

على مدى القرن الماضي، ارتفع متوسط درجة حرارة الأرض بسرعة بنحو درجة واحدة مئوية (1.8 درجة فهرنهايت)، من الصعب الاعتراض على الأدلة، تأتي من موازين الحرارة وأجهزة الاستشعار الأخرى حول العالم.

ولكن ماذا عن آلاف السنين قبل الثورة الصناعية، قبل موازين الحرارة، وقبل أن يسخن البشر المناخ عن طريق إطلاق ثاني أكسيد الكربون المحتجز للحرارة من الوقود الأحفوري؟

في ذلك الوقت كانت درجة حرارة الأرض أم انخفضت؟

على الرغم من أن العلماء يعرفون أكثر عن آخر 6000 سنة أكثر من أي فاصل زمني آخر متعدد الأجيال، فقد توصلت الدراسات حول هذا الاتجاه طويل الأمد لدرجات الحرارة العالمية إلى استنتاجات متناقضة.

لمحاولة حل هذا الاختلاف، أجرى داريل كوفمان، أستاذ علوم الأرض والبيئة بجامعة شمال أريزونا، وإيلي برودمان، باحثة ما بعد الدكتوراه في علوم المناخ، بجامعة أريزونا، تقييمًا شاملاً على نطاق عالمي للأدلة الموجودة، بما في ذلك المحفوظات الطبيعية، مثل حلقات الأشجار ورواسب قاع البحر، والنماذج المناخية.

تقترح النتائج، التي نُشرت في 15 فبراير الجاري في nature، طرقًا لتحسين التنبؤ بالمناخ لتجنب فقدان بعض ردود الفعل المناخية ذات الحركة البطيئة والتي تحدث بشكل طبيعي.

يتضح نظام HTM العالمي في العديد من مجموعات البيانات الوكيلة الأرضية والبحرية الموزعة عالميًا، بما في ذلك أدلة دامغة على التبريد العالمي على مدار العصر المشترك قبل التصنيع.

تراجعت الأنهار الجليدية الجبلية في جميع أنحاء العالم بشكل عام خلال الهولوسين المبكر والمتوسط ثم عادت بعد ذلك. وبالمثل، ربما كانت مياه المحيطات الجوفية أكثر دفئًا خلال النصف الأول من الهولوسين منها خلال النصف الثاني.

الاحتباس الحراري في السياق

وأوضحت وإيلي برودمان، أن العلماء الذين يدرسون المناخ الماضي، أو المناخ القديم، يبحثون عن بيانات درجة الحرارة من زمن بعيد، قبل وقت طويل من موازين الحرارة والأقمار الصناعية.

وذكرت برودمان أن العلماء يكون لديهم خياران: يمكن العثور على معلومات حول المناخ الماضي مخزنة في المحفوظات الطبيعية، أو يمكننا محاكاة الماضي باستخدام النماذج المناخية.

هناك العديد من المحفوظات الطبيعية التي تسجل التغيرات في المناخ بمرور الوقت، يمكن استخدام حلقات النمو التي تتشكل كل عام في الأشجار والصواعد والشعاب المرجانية لإعادة بناء درجة الحرارة السابقة، يمكن العثور على بيانات مماثلة في الجليد الجليدي، وفي الأصداف الصغيرة الموجودة في الرواسب التي تتراكم بمرور الوقت في قاع المحيط أو البحيرات، هذه بمثابة بدائل، أو وكلاء ، للقياسات القائمة على مقياس الحرارة.

على سبيل المثال، يمكن للتغييرات في عرض حلقات الأشجار أن تسجل تقلبات درجات الحرارة، إذا كانت درجة الحرارة خلال موسم النمو شديدة البرودة، فإن حلقة الشجرة التي تتكون في ذلك العام تكون أرق من تلك التي تكون في السنة ذات درجات الحرارة الأكثر دفئًا.

العثور على عامل آخر لدرجة الحرارة في رواسب قاع البحر

تم العثور على عامل آخر لدرجة الحرارة في رواسب قاع البحر، في بقايا مخلوقات صغيرة تعيش في المحيط تسمى المنخربات، عندما يكون المنقب على قيد الحياة، يتغير التركيب الكيميائي لقشرته اعتمادًا على درجة حرارة المحيط، عندما تموت، تغرق القذيفة وتدفن بواسطة حطام آخر بمرور الوقت، مكونة طبقات من الرواسب في قاع المحيط. يمكن لعلماء المناخ القديم بعد ذلك استخراج نوى الرواسب وتحليل الأصداف في تلك الطبقات كيميائيًا لتحديد تكوينها وعمرها ، وأحيانًا يعودون إلى آلاف السنين.

النماذج المناخية، وهي أداتنا الأخرى لاستكشاف البيئات الماضية ، هي تمثيلات رياضية لنظام مناخ الأرض. إنهم يصوغون العلاقات بين الغلاف الجوي والمحيط الحيوي والغلاف المائي لإنشاء أفضل نسخة طبق الأصل من الواقع.

تُستخدم النماذج المناخية لدراسة الظروف الحالية والتنبؤ بالتغيرات في المستقبل وإعادة بناء الماضي . على سبيل المثال ، يمكن للعلماء إدخال التركيزات السابقة لغازات الدفيئة ، والتي نعرفها من المعلومات المخزنة في فقاعات صغيرة في الجليد القديم ، ويمكن للنموذج استخدام هذه المعلومات لمحاكاة درجة الحرارة السابقة. تُستخدم البيانات والتفاصيل المناخية الحديثة من المحفوظات الطبيعية لاختبار دقتها.

البيانات غير المباشرة والنماذج المناخية لها نقاط قوة مختلفة.

الوكلاء ملموسون وقابلون للقياس، وغالبًا ما يكون لديهم استجابة مفهومة جيدًا لدرجة الحرارة، فهي ليست موزعة بالتساوي في جميع أنحاء العالم أو عبر الزمن. هذا يجعل من الصعب إعادة بناء درجات الحرارة العالمية المستمرة.

على النقيض من ذلك، فإن النماذج المناخية مستمرة في المكان والزمان، ولكن في حين أنها غالبًا ما تكون ماهرة جدًا ، فإنها لن تلتقط أبدًا كل تفاصيل النظام المناخي.

لغز درجات الحرارة القديمة

في ورقة المراجعة الجديدة الخاصة قامت برودمان، وفريق العمل بتقييم نظرية المناخ والبيانات البديلة ومحاكاة النماذج ، مع التركيز على مؤشرات درجة الحرارة العالمية.

وذكرت برودمان، أنهم درسوا بعناية العمليات التي تحدث بشكل طبيعي والتي تؤثر على المناخ ، بما في ذلك التغيرات طويلة المدى في مدار الأرض حول الشمس، وتركيزات غازات الاحتباس الحراري ، والانفجارات البركانية وقوة الطاقة الحرارية للشمس.

وأيضا درسوا ردود الفعل المناخية المهمة ، مثل تغيرات الغطاء النباتي والجليد البحري ، التي يمكن أن تؤثر على درجة حرارة العالم. على سبيل المثال ، هناك أدلة قوية على وجود القليل من الجليد البحري في القطب الشمالي والمزيد من الغطاء النباتي خلال فترة ما قبل حوالي 6000 عام مقارنة بالقرن التاسع عشر. كان من الممكن أن يؤدي ذلك إلى تعتيم سطح الأرض ، مما يؤدي إلى امتصاص المزيد من الحرارة.

يقدم نوعان من الأدلة لدينا إجابات مختلفة فيما يتعلق باتجاه درجة حرارة الأرض على مدى 6000 سنة قبل الاحترار العالمي الحديث. تظهر المحفوظات الطبيعية عمومًا أن متوسط درجة حرارة الأرض منذ ما يقرب من 6000 عام كان أكثر دفئًا بنحو 0.7 درجة مئوية (1.3 فهرنهايت) مقارنة بمتوسط القرن التاسع عشر ، ثم تم تبريده تدريجيًا حتى الثورة الصناعية. وجدنا أن معظم الأدلة تشير إلى هذه النتيجة.

وفي الوقت نفسه، تُظهر النماذج المناخية عمومًا اتجاهًا طفيفًا للاحترار، يتوافق مع زيادة تدريجية في ثاني أكسيد الكربون حيث تطورت المجتمعات القائمة على الزراعة خلال آلاف السنين بعد تراجع الصفائح الجليدية في نصف الكرة الشمالي.

كيفية تحسين التنبؤات المناخية

يسلط التقييم الضوء على بعض الطرق لتحسين التنبؤات المناخية، على سبيل المثال، النماذج ستكون أكثر قوة إذا كانت تمثل بشكل كامل ردود فعل مناخية معينة، إحدى تجارب النماذج المناخية التي تضمنت زيادة الغطاء النباتي في بعض المناطق قبل 6000 عام كانت قادرة على محاكاة ذروة درجة الحرارة العالمية التي نراها في السجلات البديلة، على عكس معظم نماذج المحاكاة الأخرى، والتي لا تشمل هذا الغطاء النباتي الموسع.

سيكون فهم هذه التغذية المرتدة ودمجها بشكل أفضل أمرًا مهمًا حيث يواصل العلماء تحسين قدرتنا على التنبؤ بالتغييرات المستقبلية.

تابعنا على تطبيق نبض