亚利桑那大学 过去的二氧化碳浓度(左图)与未来可能的排放情景(右图)相比:目前的排放速度要快得多——发生在几十年内——不像地质变化会发生在几百万年内
如果排放继续有增无减，到2300年，二氧化碳水平可能达到或超过与过去温暖气候相关的值，例如白垩纪(1亿年前)或始新世(5000万年前)
学分:杰西卡·蒂尔尼/亚利桑那大学 在《科学》杂志上发表的一篇综述论文中，一组气候专家提出了将古气候数据纳入气候模型开发的理由
这种模型在全球范围内用于评估人为温室气体排放的影响，预测未来气候的情景，并提出缓解战略
一个国际气候科学家小组建议，世界各地使用数字模型预测未来气候变化的研究中心应该在评估和陈述模型性能时包括对过去气候的模拟
该论文的主要作者、亚利桑那大学地球科学系副教授杰西卡·蒂尔尼说:“我们敦促气候模型开发者社区关注过去，并积极参与预测未来。”
“如果你的模型能够准确模拟过去的气候，它很可能会更好地预测未来的情况
" 根据这项研究的作者，随着越来越多关于地球遥远历史上气候的更好的信息变得可用，追溯到人类存在的数百万年前，过去的气候变得越来越相关，以提高我们对气候系统的关键要素是如何受到温室气体水平影响的理解
历史气候记录通常只能追溯到一两个世纪以前——在这个星球的气候历史中只是一眨眼的功夫——与此不同，古气候覆盖了范围更广的气候条件，可以以历史数据无法提供的方式为气候模型提供信息
地球过去的这些时期跨越了大范围的温度、降水模式和冰盖分布
蒂尔尼说:“过去的气候应该用来评估和微调气候模型。”
“回顾过去，预测未来，有助于缩小温度、冰盖和水循环变化预测的不确定性
" 通常，气候科学家用历史天气记录的数据来评估他们的模型，例如卫星测量、海面温度、风速、云量和其他参数
该模型的算法随后被调整和调整，直到它们的预测与观测到的气候记录相吻合
因此，如果计算机模拟根据当时的观测结果产生了历史上精确的气候，则认为它适合以合理的精度预测未来的气候
蒂尔尼说:“我们发现，许多模型在历史气候条件下表现很好，但在地球地质历史的气候条件下就不那么好了。”
蒂尔尼说，差异的一个原因是模型计算云的影响的方式不同，这是气候建模中最大的挑战之一
这种差异导致不同的模型在气候科学家所谓的气候敏感性方面存在差异:这是一种衡量地球气候对温室气体排放翻倍做出何种强烈反应的指标
蒂尔尼解释说，政府间气候变化专门委员会(IPCC)的下一份报告中使用的几个最新一代模型比以前的迭代具有更高的气候敏感性
“这意味着，如果你把二氧化碳排放量增加一倍，它们产生的全球变暖会比以前的同类产品更多，所以问题是:我们对这些非常敏感的新模型有多大信心？” 在通常每八年发布一次的IPCC报告之间，气候模型正在根据最新的研究数据进行更新
“模型变得更加复杂，理论上，它们会变得更好，但这意味着什么？”蒂尔尼说
“你想知道未来会发生什么，所以你希望能够相信这个模型，在更高的二氧化碳水平下会发生什么
" 虽然气候科学界对人类化石燃料的消耗推动地球走向一个没有历史先例的更温暖的状态没有争论，但不同的模型产生了不同的预测
一些人预测到本世纪末气温将上升6摄氏度
蒂尔尼说，虽然地球大气中的二氧化碳浓度远高于今天百万分之400的水平，但在地质记录中没有时间能与人类造成温室气体排放的速度相匹配
在这篇论文中，作者将气候模型应用于地质记录中几个已知的过去极端气候
蒂尔尼说，最近的温暖气候提供了对未来的一瞥，发生在大约5000万年前的始新世时期
当时全球二氧化碳含量为百万分之一，没有大的冰原
蒂尔尼说:“如果我们不减少排放，我们将在2100年达到始新世的二氧化碳水平。”
作者讨论了大约9000万年前白垩纪的气候变化，当时恐龙仍然统治着地球
那个时期表明气候会变得更加温暖，蒂尔尼形容这种情况为“更加可怕”，二氧化碳含量高达百万分之2000，海洋像浴缸一样温暖
“关键是二氧化碳，”蒂尔尼说
“每当我们在地质记录中看到温暖气候的证据时，二氧化碳也很高
" 作者说，一些模型在产生地质记录中看到的气候方面比其他模型好得多，这强调了对照古气候测试气候模型的必要性
特别是，过去温暖的气候，如始新世，强调了在二氧化碳水平增加的情况下，云在导致气温升高方面所起的作用
蒂尔尼说:“我们敦促气候团体在早期测试古气候模型，同时开发模型，而不是之后，这往往是当前的做法。”
“看似很小的东西，比如云，会在很大程度上影响地球的能量平衡，还会影响你的模型为2100年产生的温度
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