古气候预测——减少全球变化中的不确定性

地球系统的历史信息是评估全球变化的一项重要因素。自然冰中的气孔分析提供了一些关于工业化以前时期CO_2和CH_4之类的温室气体浓度以及近期增长量的数据,并且表明后期的增长量肯定是人类活动的结果。据估计,人类造成的温室气体压力为2.5W/m^2,这类数据为这一估计提供了根据。近15万年的记录表明了1.5个冰期里的地球系统参数的变化。轨道压力频率的出现表明这些参数的变化是冰期-间冰期循环的主要原因。CO_2和CH_4浓度的变化和全球温度的变化是一致的。虽然CH_4仅随气候的变化而变化,但是,CO_2与气候的关系却复杂得多。在一个冰期里,北半球和南半球的温度变化是同相的。在北半球,人们认为反射率的变化(起因于大洋冰盖变化)增强了轨道压力。由于温室压力的不断变化,迫使南半球的气候和北半球的气候渐趋一致。从上一次冰期最大值到当前间冰期,温室压力增长了大约2.5W/m^2。此外,在一个冰期周期中显示出长时期的平滑的气候趋势(据海洋沉积物而知),而高分辨率的记录(据冰芯和湖泊沉积物)表明了在大约10年左右时间气候变化了几度。当前间冰期中相对稳定的气候是异常的;而在此之前,气候则多变得多,也许是由于北大西洋的深水层的变化之故。最近冰芯的研究结果表明,这种不稳定性在上一个间冰期中也可能曾经发生过,当时气候比目前暖大约2℃,由于人类活动引起全球变暖发生,将增大气候变得不稳定的可能性。这样未曾料到的结果表明了地球系统的复杂性,也说明需要就我们对其行为做出评价。