如何繪製12,000年以前的天氣圖可以幫助預測未來的氣候變化

如何繪製12,000年以前的天氣圖可以幫助預測未來的氣候變化
隨著噴射流向北移動,英國有望在冬季出現更多的風暴和洪水。 詹姆斯·麥克道爾/ Shutterstock

最後的結尾 冰河世紀大約在12,000年前,其特徵是最終的寒冷階段稱為 年輕的樹妖。 斯堪的納維亞半島仍大部分被冰覆蓋,在歐洲各地,山區的冰川比今天更多得多。 蘇格蘭西部有一個很大的冰原,在不列顛群島上的許多山脈上都可以找到冰川。

毫不奇怪,當時的氣候更冷,尤其是在冬天,英國的溫度降至-30°C或更低。 儘管有如此寒冷的冰河時代冬季,但地球繞太陽運行的軌道卻不同,這意味著夏季相對溫暖,整個英國和愛爾蘭,7月的平均溫度在10°C至XNUMX°C之間。

然後,像現在一樣 極地前噴流 (高空快速移動的風帶)對整個歐洲的天氣產生了重大影響,使來自大西洋的降水(雨雪)遍布整個大陸。 但是,在書面氣候記錄之前,人們對降水的時間,數量和模式知之甚少。

新的研究 曾使用過“年輕樹妖”時期存在的冰川來確定當時整個歐洲的降水模式和射流路徑。 我們確定了冰川地形 rain 從南部的摩洛哥到北部的挪威,從西部的愛爾蘭到東部的土耳其,共有122個站點,這證明了大約12,000年前的冰川存在。

我們使用關於冰在地形上流動的方式的知識,重構了每個冰川的3D幾何形狀。 從重建的冰面,我們可以確定每個冰川的重要點,即 平衡線高度 通過年降水量和夏季平均溫度與氣候相關。

基本上,這是冰川的高度,在12,000月底積雪和融雪相等,可以看作是雪線。 結果提供了大約XNUMX年前整個歐洲的降水圖,這是由噴流控制的。

射流天氣

結果表明,英國,愛爾蘭,葡萄牙和西班牙的大部分時間都比今天濕潤,地中海,尤其是東部的巴爾幹半島,希臘和土耳其,也較今天濕潤。 在法國,比利時,荷蘭,德國的大部分地區以及整個歐洲的較遠東部,天氣相對較乾燥。 這些潮濕乾燥的地區使我們能夠確定噴射流的位置。

我們推測噴射流越過了潮濕的地區,並帶來了暴風雨(稱為 中緯度窪地)我們在英國(尤其是蘇格蘭)都很熟悉,並且還可能引發其他更小,更強烈的風暴。 根據噴射流的路徑,可以認為英國和愛爾蘭的秋天和春季最潮濕,而冬天則比較乾燥。

在葡萄牙,西班牙和地中海地區,冬季可能是最潮濕的月份,秋季和春季則比較乾燥。 這是我們第一次了解Younger Dryas期間整個歐洲的季節性天氣模式,而且在我們記錄氣候觀測的時期之外,對過去氣候的這種瞥見確實很少見。

通常只有 數值氣候模型 揭示了過去的大氣環流,風暴軌跡和降水的這種區域尺度的觀點。 數值氣候模型通過將大氣,地球表面和海洋在三維網格中垂直和水平劃分為多個相互連接的單元來繪製天氣和氣候圖,並求解複雜的數學方程式以確定能量和物質如何在系統中移動。

伊比利亞半島中部山脈的庫爾珀-德翁布勒古冰川的3D重建。
伊比利亞半島中部山脈的庫爾珀-德翁布勒古冰川的3D重建。
Brice Rea,阿伯丁大學, 作者提供

改變射流

在我們的研究中,我們比較了12,000年前冰川衍生的降水和幾個 古氣候 (過去對氣候的研究)計算機模擬。 數值氣候模型極其複雜,但是仍然簡化了現實,因此不同的模型不可避免地會產生各種不同意見的輸出。

根據我們對古冰川的研究,確定的一般降水模式與氣候模型輸出的某些部分一致,但與其他部分不同,例如,沒有一個氣候模型可以確定英國,愛爾蘭,葡萄牙,西班牙和地中海在過去是濕的。

我們已經看到跡象表明 隨著氣候變暖,噴氣流可能正在改變 人們認為它可能會向北移動並起伏。 這些漣漪可能導致更多的極端情況,例如夏天的熱浪和冬天的更多風暴和洪水。

為了了解未來氣候將如何變化,我們依靠計算機模型,但是這些模型尚未就過去發生的事情或未來確切發生的事情達成共識。 為了從持續的氣候變暖中做出更好的未來預測,可以使用古氣候數據集(例如,根據我們的研究確定的冰川衍生降水)來測試計算機模型。

如果這些模型能夠更好地再現從過去的氣候中重建的降水模式,尤其是在噴氣流移動的時期,那麼我們對他們對未來氣候的預測的信心也會增強。

關於作者談話

Brice Rea,地理學教授, 阿伯丁大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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