为什么依赖气候模型而不是古气候数据?

Question

我经常从气候科学家，甚至政治家那里听到的一句话是，我们“不太了解气候变化”。而且，我相信这是真的，因为气候是一个复杂的适应系统，有成千上万的因变量，我们还没有复杂的计算能力来准确地建模。但这并不意味着我们不知道，如果我们对大气成分做出某些改变或采取某些行动，会发生什么。我们拥有数十万年前的古气候数据，包括全球温度、气候循环、大气成分等。

当然，10万年前的全球温度不是用温度计测量的，但我们已经使用了各种独立的替代方法，这些方法都在合理的程度上相互一致，对吧?那么，仅仅通过观察先例，我们难道就不能对地球的气候敏感性有一个合理准确的认识吗?和古气候将接近完全对，因为它考虑了所有的变量完全在他们需要被解释的数量上。为什么我们仍然对气候变化的现实“不确定”?为什么我们不继续前进，根据这些——在我看来——可靠、准确的数据采取果断行动?

Answer 1

我们需要这两种古资料而且模型，实际上，古数据与特定时期气候之间的关系通常是通过模型来评估的。古数据实际上并不直接测量气候观测值(温度/压力/盐度/其他)，而是(例如)与其中之一相关的地球化学量。

例如，两种最常用的记录是南极洲EPICA冰芯记录和Lisiecki Raymo底栖堆栈。这些记录中的同位素受到地球上某一点的温度和全球冰量的影响，但这与全球温度和单个冰盖的大小之间的关系需要从气候模型中进行推断。

此外，气候(或地球系统)模型可以让我们探索除了已经发生的事情之外，还可能发生什么。目前的二氧化碳水平正在达到冰芯记录(我们最直接的记录)中没有出现的水平，因此我们需要越来越复杂的模型来处理各种可能性。

Answer 2

的确，由于你在问题中给出的原因，我们不太了解气候变化，即涉及到太多变量，其中一些是未知的。在过去的几万年里，评估气候组成和温度的间接方法是相当准确的，但你越往前追溯，误差就越容易出现。

电脑是有用的，但不是最重要的。俗话说得好，垃圾进，垃圾出。在史前气候记录中，古生物学是了解古代气候的最佳指南。当你到达这一点时，古气候数据不可能完全正确，因为它太久远了，尽管古生物学可以告诉你数百万年前我们的气候是什么样的，但它无法解释二氧化碳丰度在其中起了什么作用。

改变大气的成分比一些人想象的要困难得多。氧和氮以数万亿吨的量存在，而氧不断地通过光合作用得到补充。大部分光合作用发生在海洋中。同样的光合作用也从大气中去除二氧化碳。因为二氧化碳只以微量的形式存在，所以它是我们唯一可以采取措施的大气成分，甲烷可能是例外。

事实上，植物在二氧化碳含量增加的大气中生长得更旺盛，这增加了另一个复杂性。毫无疑问，自工业革命开始以来，大气中的二氧化碳已经增加，气候变化是真实的，我们目前正处于变暖阶段，但二氧化碳是否是唯一的原因是另一回事。人们正在采取行动减少大气中的二氧化碳，但还不足以产生可衡量的变化。不采取更严厉措施的原因是，作为主要排放国的主要工业国家担心，如果他们按照环保人士的要求去做，会对他们的工业和经济造成损害。