几个世纪历史的烟雾颗粒保存在冰中揭示了火热的过去 - 以及全球气候变化的未来

巴塔哥尼亚草原上的野火

从人类引起的巴塔哥尼亚草原上的野火的烟雾被困在南极冰上。信誉:Kathy Kasic / Brett Kukthausen,蒙大拿州立大学

冰核样品揭示了工业前南半球的大量烟雾气溶胶。

据新研究发表了新的研究,世纪古老的烟雾保存在冰中保存在南半球的火热过去,并阐述了全球气候变化的未来影响。科学推进

“直到现在,过去的火灾活动的幅度,因此,预工业气氛中的烟雾量并未得到很好的特征,”彭飞刘,哈维德约翰A.保尔森学校的博士生和博士生工程和应用科学(海)和纸张的第一作者。“这些结果对理解从1750年代的气候变化的演变,直到今天,以及预测未来的气候。”

在预测气候变化的未来影响方面是最大的不确定因素之一是如何在温室气体增加时速度迅速上升的快速表面温度。预测这些温度是复杂的,因为它涉及在大气中计算竞争变暖和冷却效果。温室气体捕获热量并使地球表面温暖,而气溶胶颗粒在从火山,火灾和其他燃烧通过阻挡阳光或播种云盖冷却行星。了解敏感的表面温度是如何对这些效果的影响以及它们如何交互对于预测气候变化的未来影响至关重要。

冰核样品

来自詹姆斯罗斯岛的古老冰在北南极半岛的南极半岛即将从钻筒中提取。信用:罗伯特Mulvaney

今天的许多气候模型依赖于过去的温室气体和气溶胶水平,以验证他们对未来的预测。但是存在问题:虽然预工业水平的温室气体良好记录,但预生产气氛中的烟雾气溶胶量不是。

在工业前南半球模拟烟雾,研究团队寻找南极洲,冰被困在澳大利亚,非洲和南美洲的火灾中排出的烟雾粒子。研究中的冰核心科学家和共同作者,Joseph McConnell和Nevada的沙漠研究所和Nathan Chellman,测得烟灰,烟雾的关键成分,占据了大陆的14个冰核,许多人由国际提供合作者。

“沉积在冰川冰中的烟灰直接反射过去大气浓度,所以冰芯富裕的冰芯提供最可靠的长期记录,”McConnell说。

他们发现的意外。

“虽然大多数研究在前工业时代发生了较少的火灾,但冰核已经建议,至少在南半球的南半球,”中国化学 - 气候互动高级研究员的高级研究员洛雷塔米克利“yabovip2021本文。

鹏飞刘和内森查尔曼

鹏飞刘(左)和Nathan Chellman有冰核样品。信誉:鹏飞刘

为了考虑这些烟雾水平,研究人员占据了野火和土着人民的燃烧实践的计算机模拟。

“电脑模拟火灾表明,在工业革命之前,南半球的气氛可能在世纪烟雾缭绕。大气中的烟灰浓度高达前面的研究表明的四倍。其中大部分是由土着人民在殖民时期的普遍和定期燃烧造成的,“香港大学副教授兼学习副教授Jed Kaplan表示。

这一结果同意冰核记录,也表明在工业时代开始前烟灰丰富,并且在20世纪仍然相对持续。该建模表明,随着土地利用变化减少了消防活动,行业的排放量增加。

这对未来的表面温度意味着什么?

通过低估烟雾颗粒在工业前的烟雾粒子的冷却效果,气候模型可能会过度估计二氧化碳和其他温室气体的温暖效果,以便考虑观察到的表面温度的增加。

“气候科学家们众所周知,最近一代气候模型已经过度估算了对温室气体的表面温度敏感性,但我们还没有知道为什么或以上,”刘说。“这项研究提供了可能的解释。”

“显然,世界正在变暖,但关键问题是随着温室气体排放继续上升的速度有多快。这项研究使我们能够改进我们前进的预测,“米克利说。

参考:“改善了预先推动生物量燃烧的估计减少了南半球的气溶胶气候迫害的幅度”彭飞刘·····卡普兰,Loretta J. Mickley,Yang Li,Nathan J.Chellman,Monica M. Arienzo,John K.。Kodros, Jeffrey R. Pierce, Michael Sigl, Johannes Freitag, Robert Mulvaney, Mark A. J. Curran and Joseph R. McConnell, 28 May 2021,科学推进
DOI:10.1126 / SCIADV.ABC1379

该研究由Yang Li,Monica Arienzo,John Kodros,Jeffrey Pierce,Michael Sigl,Johannes Freitag,Robert Mulvaney和Mark Curran合作。

它由国家科学基金会的地球科学董事会资助奖金AGS-1702814和1702830,额外支持从0538416,0538427和0839093。

1条评论在“冰中保存的百年历史烟雾颗粒揭示了火热的过去 - 以及全球气候变化的未来”

  1. “今天的许多气候模型依赖于过去的温室气体和气溶胶的水平,以验证他们对未来的预测。”

    这里存在一个问题在于,在地质时间尺度上,CO 2和温度之间的相关性差,证据通常表明,变暖引起的CO2增加,与模型假设的相反。目前,二氧化碳与平均气温之间似乎存在强烈的相关性;但是,人们必须小心杂散相关性!

    显而易见的是,在工业化之前发生重大的温度变化!南极冰核,如法律圆顶,强烈建议在二氧化碳水平增加之前,温度上升约800年。

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