新型分析 подтверждает 氣候“曲棍球棒”圖

一項新的分析更好地展現了氣溫上升

“曲棍球棒”圖一直是氣候變化辯論中的關鍵和目標。作為從兩千年前到現在的北半球平均氣溫曲線圖,它在 20 世紀之前保持相對平坦,然後在 20 世紀急劇上升,就像倒置的曲棍球棒的棒刃一樣。氣候懷疑論者長期以來一直譴責氣溫的推斷方式,但一項使用完全不同方法對過去 600 年進行的新重建發現了類似的結果,可能有助於消除揮之不去的疑慮。

曲棍球棒圖在 1998 年因賓夕法尼亞州立大學的邁克爾·曼恩及其同事(以及隨後完善該圖表的許多其他氣候科學家)的工作而問世。重建歷史氣溫很困難:研究人員必須結合來自樹木年輪、珊瑚鑽探、松果、冰芯和其他自然記錄的資訊,然後將它們轉換為過去特定時間和地點的氣溫。這些溫度的替代指標可能在地理上和時間上都很稀疏或不完整。曼恩的方法利用了近期替代資料和儀器資料(例如來自溫度計的資料)的重疊(如果存在),來估計它們之間的關係。它使用數學外推技術計算較早的氣溫[參見大衛·阿佩爾的《曲棍球棒圖幕後》,洞察;《大眾科學》,2005 年 3 月]。

哈佛大學的馬丁·廷利稱他的方法“更易於處理和傳播不確定性”——也就是說,計算資料的固有侷限性如何影響在任何給定時間計算出的溫度。該方法可以很容易地修改以回答氣候科學中的其他問題,例如關於降水和乾旱的問題,甚至可以根據大氣中二氧化碳的累積速率對未來進行預測。他的論文與他的論文導師彼得·休伯斯合寫,已提交給《氣候雜誌》。


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廷利和休伯斯的新方法被曼恩描述為“很有希望”,它假設附近的替代指標可以簡單地“連結”到來自附近地點的資料或來自同一地點前後幾年採集的資料。例如,上個世紀測量的鄰近地點的溫度似乎以大約指數方式相關,其“半距離”(類似於半衰期的概念)約為 4,000 公里。

廷利假設替代資料值和真實溫度之間存在簡單的線性關係。然後,使用稱為貝葉斯統計的方法,從替代資料和(如果存在)儀器資料中確定這種關係。休伯斯解釋說,使用貝葉斯描述,“我們試圖估計在過去給定可供我們使用的一組觀測值的情況下,某些溫度有多大可能性。”

然而,計算量非常龐大,涉及大量的矩陣代數。替代指標和溫度的初始值(在它們有已知重疊的地方)被輸入,該方法向後工作以改進其他時間的關係。為了確定過去的氣溫,廷利通常必須操作大約一百萬個矩陣,每個矩陣由 1,296 列和 1,296 行組成。

廷利專注於北緯 45 度到 85 度之間過去 600 年的替代資料,他在今年早些時候的一次會議上展示的初步結果發現,1990 年代是該時期最溫暖的十年,而 1995 年是最溫暖的一年。(厄爾尼諾年 1998 年是北美和格陵蘭最溫暖的一年,但不是歐亞大陸北部。)他還發現,20 世紀是任何世紀中升溫速度最快的世紀,而 17 世紀是總體變化速度最快的世紀(並且比之前的重建更快),儘管方向是降溫,這要歸功於所謂的“小冰河時代”。

從定性上講,廷利的結果類似於先前重建的基本曲棍球棒形狀,只不過它在過去具有更大的可變性。也許更重要的是,他的分析表明,對過去兩千年北半球所有可用的替代資料進行類似的處理,應該會產生統計上更優越的曲棍球棒結果。廷利現在是北卡羅來納州研究三角園統計與應用數學科學研究所的博士後學生,他計劃擴充套件他的方法來研究美國西南部乾旱的歷史,以及更廣泛地區和時間範圍內的氣溫。

注意:本文最初印刷時的標題為《仍然比以往任何時候都熱》。

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