Krótki komentarz do często pojawiającego się pytania „Co się działo z klimatem przed epoką industrialną, czyli przed rokiem 1850”

Prof. Mariusz J. Figurski

Wielokrotnie spotykam się z pytaniem, co się działo z klimatem przed epoką pomiarów, skąd wiemy, jak zmieniał się klimat w ostatnim tysiącleciu. Najmniejszy problem mamy z rekonstrukcją klimatu z okresu ostatnich 200-250 lat, ponieważ dysponujemy regularnymi pomiarami i obserwacjami meteorologicznymi sięgającymi XVIII wieku. Natomiast do odtworzenia klimatu w przeszłości sięgającej setek lub tysięcy lat musimy korzystać z danych pośrednich (ang. proxy data). Badanie klimatu w przeszłości to odtwarzanie serii danych klimatycznych, czyli np. serii temperatury powietrza czy opadów, które można uzyskać z badań: dendrologicznych, koralowców, rdzeni osadów głębinowych i rdzeni lodowych. Takie dane pośrednie wymagają odpowiedniego opracowania, aby można z nich uzyskać informacje o klimacie. Czym więcej danych posiadamy oraz z im bardziej zróżnicowanych metod pochodzą, tym rekonstrukcje bliższe będą prawdy. Wymienione metody stanowią trzon dla określenia klimatu zamierzchłej historii Ziemi. W perspektywie ostatnich tysięcy lat uzupełniane są o dane pochodzące z analizy osadów jeziornych, osadów torfowych, czy muszli niektórych organizmów. W przypadku ostatniego tysiąclecia pomagają nam też różnego rodzaju dokumenty historyczne. W Polsce korzystanie z nich możliwe jest dla XVI i XVII wieku i lat późniejszych, wcześniej ilość źródeł historycznych jest niewystarczająca i mało wiarygodna dla skutecznej rekonstrukcji klimatu. Ogromny wkład w badania przeszłych scenariuszy klimatycznych w ostatnich latach włożyło stowarzyszenie PAGES, które integruje wszystkich naukowców zainteresowanych badaniem w tym obszarze. Nauka w ramach PAGES jest prowadzona przez grupy robocze, które są otwarte dla wszystkich paleonaukowców pracujących nad tym tematem. Jeden z zespołów (PAGES2k) działających w ramach stowarzyszenia opracował rekonstrukcję globalnej temperatury sięgającą roku 1 n.e. Rekonstrukcja obejmuje dane z szerokiej gamy danych pośrednich takich jak słoje drzew, osady jaskiniowe, koralowce itp. (rys.1). Na załączonym rysunku widać, że ocieplenie w ciągu ostatnich 50 lat jest wyraźne w porównaniu do zmian, które wystąpiły naturalnie w ciągu ostatnich 2000 lat.

Rys.1. Zmiany temperatury powierzchni Ziemi od początku naszej ery do roku 2019, na podstawie danych paleoklimatycznych i pomiarów instrumentalnych.

Rekonstrukcja PAGES2k zawiera również oszacowanie niepewności, dzięki czemu można ją wizualizować w bardziej standardowy sposób, dodając kluczowe istotne wydarzenia globalne, takie jak duże erupcje wulkaniczne, minimum słoneczne Maundera i historyczne daty odkryć naukowych.

Rys.2. Zmiany temperatury powierzchni Ziemi od początku naszej ery do roku 2019, na podstawie danych paleoklimatycznych i pomiarów instrumentalnych z oszacowaniem niepewności wyników.

Na osi pionowej pokazano zmiany temperatury względem referencyjnego okresu 1850-1900. Czarna linia na wykresie to najbardziej prawdopodobna wartość, szary obszar – zakres niepewności oszacowany na podstawie wielu uwzględnionych rekonstrukcji. Okres nazywany dziś “Średniowiecznym Okresem Ciepłym” zaznaczono cieniowaniem czerwonym, a “Małą Epoką Lodową” niebieskim.

Dane pokazują, że współczesny okres bardzo różni się od tego, co miało miejsce w przeszłości. Często przywoływany Średniowieczny Okres Ciepły i Mała Epoka Lodowcowa to zjawiska rzeczywiste, ale niewielkie w porównaniu z ostatnimi zmianami. W tym przykładzie okresem odniesienia jest referencyjny okres 1850-1900, który jest często używany jako przybliżony poziom „przedindustrialny”. Wynalezienie silnika parowego w 1790 roku przez Jamesa Watta zapoczątkowało rewolucję przemysłową i naszą zależność od spalania paliw kopalnych w celu uzyskania energii. Przyniosło to ludzkości wiele korzyści, ale obecnie doświadczamy skutków ubocznych tego rozwoju.

Opracowano na podstawie:

Climate Lab Book, na podstawie danych z międzynarodowego projektu paleoklimatycznego PAGES2k.
https://naukaoklimacie.pl/wykres-na-dzis/zmiany-sredniej-temperatury-globu-w-naszej-erze

PAGES 2k Consortium. Consistent multidecadal variability in global temperature reconstructions and simulations over the Common Era. Nat. Geosci. 12, 643–649 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41561-019-0400-0

PAGES2k Consortium. A global multiproxy database for temperature reconstructions of the Common Era. Sci Data 4, 170088 (2017).
https://doi.org/10.1038/sdata.2017.88