Eine Gruppe von Klimaforschern ist zu einer überraschenden Schlussfolgerung über die vergangenen Epochen der natürlichen Erwärmung und Abkühlung der Erde gelangt - sie waren doch nicht global.
Die Autoren neuer Studien zu Natur und Naturgeowissenschaften untersuchten anhand von Beweisen aus alten Klimazonen auf der ganzen Welt, von Baumringen bis hin zu Korallenriffen, Tempo und Ausmaß bekannter Phasen der Erwärmung oder Abkühlung in den letzten 2000 Jahren. Sie berichten, dass Ereignisse wie die Kleine Eiszeit und die mittelalterliche Warmzeit aufgrund natürlicher Variabilität eher regionaler als globaler Natur waren.
Tatsächlich ist das einzige Mal in den letzten 2000 Jahren, dass fast die gesamte Erde einer signifikanten Erwärmung oder Abkühlung unterzogen wurde, die gegenwärtige Periode des Wandels, die im 20. Jahrhundert begann, gemäß den Forschungen von Nathan Steiger, einem Atmosphärenforscher am Lamont -Doherty Earth Observatory der Columbia University und Kollegen. Die Erwärmungsrate war auch in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts höher als in einem ähnlichen Zeitraum der letzten 2000 Jahre, so die Studien.
„Es war für uns überraschend, dass die Kohärenz des Klimas vor der industriellen Revolution viel regionaler war“, sagt Steiger. „Es gab regionale Kälte- oder Wärmeperioden, aber nur in der heutigen Zeit gibt es eine globale Wärmeperiode, die sich stark von den früheren unterscheidet. Einerseits ist es nicht verwunderlich, dass das Klima jetzt grundlegend anders ist, aber dies bietet einen wirklich schönen langfristigen Kontext, in dem dieser Kontrast deutlich erkennbar ist. “
Frühere Studien vergangener Klimazonen haben bekannte Perioden identifiziert, in denen sich die Erde in den letzten 2000 Jahren abrupt erwärmt oder abgekühlt hat. Zu den herausragenden Epochen zählen die Kleine Eiszeit (1300 bis 1800), die Mittelalterliche Warmzeit (800 bis 1200), die Dunkelalter-Kaltzeit (400 bis 800) und die römische Warmzeit, die in den ersten Jahrhunderten nach Christus stattfand
„Ich denke, dass in der Vergangenheit davon ausgegangen wurde, dass es sich um globale Ereignisse handelte und dass man, wenn man irgendwo auf dem Planeten eine Aufzeichnung von einem Baumring oder einem Eisbohrkern hat, Beweise für die mittelalterliche Warmzeit sehen sollte oder sollte sehen Sie Beweise für die kleine Eiszeit “, sagt Scott St. George, der die Umweltvariabilität an der Universität von Minnesota studiert und nicht an der Forschung beteiligt war.
Die neuen Studien deuten jedoch auf etwas anderes hin. Zum Beispiel war die kälteste Zeit der Kleinen Eiszeit je nach Region des Planeten sehr unterschiedlich. Die kältesten Temperaturen der letzten 2000 Jahre waren im 15. Jahrhundert im Pazifik, im 17. Jahrhundert in Nordwesteuropa und im Südosten Nordamerikas und anderswo erst Mitte des 19. Jahrhunderts zu verzeichnen.
Es ist viel einfacher, die wärmste Zeit der letzten 2000 Jahre zu finden. Für 98 Prozent der Erde waren die wärmsten Temperaturen der letzten zwei Jahrtausende Ende des 20. Jahrhunderts, berichten die Autoren.
Der Schornstein eines Braunkohlekraftwerks in Bogatynia, Polen. (Florian Gaertner / Getty Images) Kevin Anchukaitis, ein Paläoklimatologe an der Universität von Arizona, der nicht an der Forschung beteiligt war, sagte, die Idee, dass die Mittelalterperiode und die kleine Eiszeit keine Epoche des wirklich globalen Wandels waren, wurde in früheren Studien diskutiert, und die jüngsten Schlussfolgerungen der Autoren stützen dies frühere Arbeit. „Es waren breite Wärme- und Kälteperioden, in denen verschiedene Regionen der Erde zu unterschiedlichen Zeiten ihre kältesten oder wärmsten Perioden hatten. Für die Kleine Eiszeit wissen wir, dass dies mit Vulkanismus zusammenhängt “, sagt Anchukaitis.
Eine der Studien ergab auch, dass die Erwärmungsraten in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts auf der Grundlage der globalen Durchschnittstemperaturen über einen Zeitraum von zwei Jahrzehnten oder mehr die höchsten im Zeitraum von 2.000 Jahren waren. „Wir haben uns die Erwärmungsrate angeschaut, wie schnell sie sich in den letzten 2.000 Jahren auf der ganzen Welt erwärmt oder abgekühlt hat, und wir haben festgestellt, dass die drastischste Erwärmung in den letzten 2.000 Jahren in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts stattgefunden hat, was das hervorhebt außergewöhnlicher Charakter des gegenwärtigen Klimawandels “, sagte der Mitautor und Paläolimnologe Raphael Neukom von der Universität Bern in einem Medienbriefing. Neukom merkte auch an, dass die verschiedenen Klimarekonstruktionen des Teams in der Vergangenheit weitgehend mit den Vorhersagen von Klimamodellen in der Größenordnung von ein bis drei Jahrzehnten übereinstimmten, was darauf hindeutet, dass die zukünftigen Klimavorhersagen dieser Modelle auch in den nächsten Jahrzehnten genau sein könnten.
"Was mich beeindruckt hat, ist, wie robust die früheren Rekonstruktionen sind", stimmt Kim Cobb zu, ein Klimaforscher am Georgia Institute of Technology, der nicht an der Studie beteiligt ist. „Dieser stark angereicherte Datensatz neuer Paläoklimaaufzeichnungen in Kombination mit modernsten Modellierungen bestätigt tendenziell frühere Bemühungen von Klimaforschern, die 20 Jahre oder mehr zurückliegen. … Die Vorstellung, dass der Klimawandel im 20. Jahrhundert sehr ungewöhnlich ist und außerhalb der natürlichen Schwankungen liegt, wird mit diesen neuen Bemühungen mit Sicherheit mit einem Ausrufezeichen bekräftigt. “
Bei den globalen Temperaturrekonstruktionen beider Studien wurden mehrere Methoden verwendet, die mit dem ständig wachsenden Speicher alter Klimadaten erstellt wurden, die in den Past Global Changes oder PAGES 2k aufbewahrt wurden. Dutzende von Wissenschaftlern aus aller Welt haben fast 700 Datensätze in die Open-Access-Datenbank aufgenommen und Details zum antiken Klima hinzugefügt, die in Gletschereis, Ozeansedimenten, Baumringen, Korallen und anderen Quellen entdeckt wurden. Die Ressource ermöglicht es Wissenschaftlern, umfassende Momentaufnahmen des globalen Klimas zu erstellen, die noch vor wenigen Jahren äußerst schwierig gewesen wären.
"Jede dieser Aufzeichnungen erfordert eine enorme Menge an Arbeit vor Ort und dann im Labor", sagt St. George. „Wenn man an Ozeankorallen denkt, werden viele von ihnen mit einem Unterwasserbohrer von Menschen in Taucheranzügen geborgen. Es ist schwer, einen 1.000 Jahre alten Baum zu finden, der Temperaturänderungen widerspiegelt oder Sedimente in einem ungestörten See findet. Es ist also manchmal eine echte Herausforderung, und für jeden der Datenpunkte, die als Grundlage für diese Klimakarten verwendet wurden, wird eine Menge Aufwand aufgewendet. “
Ein Blick auf die westliche Erdhalbkugel, aufgenommen vom NOAA-Wettersatelliten GOES-17 am 20. Mai 2018. (NOAA / NASA) Trotz der Tatsache, dass Paläoklimatologen mehr Daten zur Verfügung stehen als jemals zuvor, ist Anchukaitis der Ansicht, dass erheblich mehr Arbeit geleistet werden muss, um ein wirklich globales Bild des vergangenen Klimas zu erhalten. "Um Fortschritte beim Verständnis des Klimas der letzten 2000 Jahre zu erzielen, sollten wir nicht mehr nur ein Smorgasbord verschiedener statistischer Methoden anwenden", sagt er per E-Mail. Stattdessen müssen Wissenschaftler neue Anstrengungen unternehmen, um Aufzeichnungen zum Paläoklima von Orten und Zeiten zu sammeln, die in Zusammenstellungen wie SEITE 2k unterrepräsentiert sind.
"Das Proxy-Netzwerk besteht hauptsächlich aus Baumringen der nördlichen Hemisphäre, tropische Aufzeichnungen (Korallen) nehmen bis 1600 rapide ab und es gibt relativ wenige Aufzeichnungen der südlichen Hemisphäre außerhalb der antarktischen Eiskerne", sagt Anchukaitis. "Behauptungen über globale räumliche Muster vor etwa 1600, insbesondere für die Tropen und die südliche Hemisphäre, müssen daher mit Vorsicht betrachtet werden."
Neukom und Kollegen fanden auch heraus, dass riesige Vulkanausbrüche einen Hauptgrund für Temperaturschwankungen in Zeiträumen von zwei oder drei Jahrzehnten darstellten, während andere natürliche Faktoren wie die Sonneneinstrahlung keinen nennenswerten Einfluss zu haben schienen. Eine dritte, verwandte Studie von Stefan Brönnimann und Kollegen befasste sich ausschließlich mit der Rolle, die fünf massive Vulkanausbrüche, darunter die Tambora-Episode von 1815, für die Klimaformung am Ende der Kleinen Eiszeit hatten. Die Ausbrüche verursachten einen kühlenden Effekt, schwächten die Monsune in Afrika und verursachten Dürreperioden und verlagerten die Sturmspuren über Europa, was zu vermehrtem Schneefall und Gletscherwachstum in den Alpen führte.
Diese vulkanisch aktive Zeit, die in den letzten 2000 Jahren ungewöhnlich war, fällt mit dem Beginn der Industrialisierung zusammen. Die Überlappung macht es schwierig und äußerst wichtig, herauszufinden, welche Faktoren das damalige Klima beeinflussten.
"Es verschleiert die Auswirkungen industrieller Prozesse, bei denen immer mehr CO2 eingespart wird, weil sie sich gegenseitig entgegenwirken", sagt Steiger. „Vulkane könnten sich also abkühlen, und Menschen würden sich durch die Freisetzung von Treibhausgasen erwärmen. Es ist schwierig herauszufinden, was was ist. “
Zusammengenommen helfen die Ergebnisse dieser drei Studien dabei, die vergangene Klimageschichte der Erde besser zu verstehen und aufzuzeigen, wie einzigartig der gegenwärtige Klimawandel in den letzten 2000 Jahren ist.
„Sie haben gezeigt, dass nicht nur die Erwärmung, die wir in den letzten Jahrzehnten erfahren haben, größer ist als die Art von Veränderungen, die wir aufgrund natürlicher Faktoren in der Vergangenheit erlebt haben, [aber] es betrifft fast den gesamten Planeten auf die gleiche Weise zur gleichen Zeit “, sagt St. George. „Das ist wirklich anders als bei früheren lang anhaltenden Klimaveränderungen aufgrund natürlicher Faktoren, die manchmal einen großen Teil des Planeten betrafen, aber nicht annähernd 100 Prozent. Die gegenwärtige Erwärmung, die wir durchmachen, ist fast überall zu spüren, und das unterscheidet es wirklich von früheren klimatischen Ereignissen aufgrund natürlicher Ursachen. “
