主题：【读书笔记】IPCC究竟讲了什么？14 气温 -- 橡树村
了解人类工业活动之前的地球气候变化情况，对于了解大自然对气候的各种影响有非常重要的意义，也对于理解气候变化之后的多方面影响有参考价值。对于有仪器记录以前的气候变化，人们不可能再去直接测量了，不过大自然的变化总是有一些痕迹可循的，对这些资料进行分析整理，就可以推断出古代气候的变化情况，比如在冰川钻孔取得过去的温度数据，分析海洋沉积物孔隙水变化，对冰川变化范围进行测量等等，这里面，有一些方法也可以通过现代的数据与仪器测量的数据进行比较来进行校正。重建古气候信息最重要的时间序列资料，就是从冰芯里面得到的。冰川的沉积有很好的时间序列，可以通过技术手段对不同截面冰芯的时间进行推测，而冰芯里面所储存的微小气泡，就可以提供古代气体的直接资料。目前通过对冰芯进行分析，已经可以重建65万年以来的很多气候信息。研究古气候很多时候都无法进行甚至间接测量，只能使用代用资料，这些代用资料利用涉及到化学、物理和生物参数的变化。很多生物有机体，比如树木、珊瑚、浮游生物、动物等等，对不同的气候有不同的变化，分析这些资料，很多时候是化石资料，就可以重建这些生物体的生长过程信息。比如树木年轮的宽度，密度就可以来推断当时的温度变化等等信息。不过使用代用资料的时候需要很谨慎，单一的某种代用资料往往不够全面充分，代表性不足，所以古气候研究很多时候需要使用多种代用资料进行交叉检验，这样可以更全面地分析问题，也可以了解不同资料的可靠程度和处理方法。不过无论人们怎么努力，古气候研究所使用的资料无论从空间分布上还是时间跨度上都是非常有限的，要使用这些分析结果进行局部的甚至全球的气候分析，就需要在样品的空间时间季节分布等等方面特别小心。
虽然很早就有人通过这种资料对古代气候进行分析描述，古气候学真正起步还是要从1970年代开始。早期的研究集中在冰河时期的研究上，揭示了小冰川期和中世纪暖期的存在。1980年代特别是1990年代以后，古气候学的研究进步迅速，已经可以对很多问题进行更加严格系统地分析，不过仍然在发展中。
4亿年来的气候变化
上图最上面一个是重建的4亿年来的资料。从顶端伸下来的蓝色柱子，代表不同历史时期陆地冰川覆盖的纬度，这里面能看到两次大的冰川覆盖，一次在3亿年前左右，冰川覆盖到30度，然后就是比较近的时期，冰川曾经达到40度。在两个冰期之间，就是无冰期。显然有冰川的时候气温低，没有冰川的时候气温高。下面的几条线是重建的大气中二氧化碳的浓度，不同的颜色是不同的研究者的结论，这里面可以看出来不同的估计之间的差距是很大的，说明数据的不确定性非常高。不过还是有共同规律的，可以看到在陆地没有冰川的时候大气的二氧化碳浓度高，最高的估计值超过了4000ppm，是目前大气二氧化碳浓度的10倍多，而在陆地上有冰川，也就是平均温度比较低的时候，大气中的二氧化碳浓度就比较低，从图上粗略来看，基本上都在1000ppm以下，甚至在500ppm以下。看起来气温大气二氧化碳含量应该是有联系的。中间的图的黑色数据是通过对深海底有孔虫沉积进行采样分析得到的6500万年以来的O18含量纪录。在海洋不结冰的时候，O18的含量与深层海水温度有直接关系，图中的红线表示的是这个情况，可以看出这个时期深海海水温度很高，最热的时候竟然超过了12摄氏度。在大约3300万年前海洋开始结冰以后，O18的含量变化就与南北极的冰面面积有关。图中的蓝色横条显示了冰面的情况，从上到下分别是南极东部冰原、南极西部冰原、北半球冰原。虚线的地方是临时性冰面或者冰面面积比目前的冰面小的时期，实线的部分是冰面面积和现代的冰面面积相当或者更大的时期。下面的图是6500万年以来的大气二氧化碳纪录。不同颜色的数据是不同研究者得到的不同结果，一个个长条实际上是一个个数据，长条的范围表示误差，可以看出估计的误差还是非常大。这一阶段对于样本时间的估计误差也是惊人的，经过人们多年的努力，对时间的估计的误差仍然在100万年左右。
这里面引起较多人兴趣的是在300-330万年的这个阶段。一般认为这个时候地球的温度比工业化前要温暖2-3摄氏度，这个幅度基本上是很多模型预计的21世纪中后期的地球升温幅度。由于那个时候现代人还没有出现，所以这个时期应该可以反映在没有人类干扰的情况下，这个温度状态下的自然平衡。并且300万年在地质上相距现在的时间并不算遥远，大陆、海洋的位置、植被等等情况都与人类工业化以前的地球比较接近，所以有很重要的参考价值。目前估计这个时期的大气二氧化碳浓度在360-400ppm之间，海平面比目前要高出15-25米，冰面的面积比现在也要小很多，陆地旱情也要比现在缓解不少。此外还发现了极地温度升高幅度很大，而热带地区温度与现在差别不明显。这也许与使用的数据重建方法的可靠性有关。
65万年来的气候资料重建
研究几十万年以内的气候，冰芯仍然是最好的手段。冰芯里面直接封存了气体，这样就可以直接测量相应时间段的大气中的各种气体含量，特别是二氧化碳、甲烷和氧化亚氮这三种温室气体，测量氢的同位素氘可以了解当地气温的变化情况，测量氧的同位素O18可以了解全球冰的总量的变化情况，后两个都是代用资料。上图就是65万年来的这些数据。灰色带是温暖的间冰期，其他的时间就是冰期。右上角的数字是2000年时候的大气温室气体含量。这里面相对比较充分的研究是43万年以来的变化。可以看到43万年来，有一个大约10万年的冰期-间冰期周期，当然每个冰期都不大相同，间冰期的长度也各不一样，大约从1万年到3万年。共同的特点就是间冰期的时候，南极大气中的二氧化碳和甲烷的含量就高，冰期的时候，南极大气中二氧化碳和甲烷的含量就低，两者看起来有很紧密的关系。需要注意追溯65万年的大气二氧化碳浓度数据，最高值也比目前要低上不少。冰期和间冰期的变化应该是受到地球辐射强迫的变化的影响，地球的能量平衡发生变化，气候就会有相应的变化。在过去的300万年里面，地球有规律的冰期间冰期的变化，有很强的证据证明与地球围绕太阳轨道的长周期运动有关，也就是下图显示的米兰科维奇周期。
米兰科维奇周期
到目前为止的最后一次冰期，或者叫末次冰期，开始于11万6千年前，一直持续到2万1千年前，已经有证据证明冰期的发生和结束都与地球的轨道运动有关，有个专门名词描述轨道运动变化而导致的能量变化，叫做轨道强迫。轨道强迫发生之后，地球的化学和物理变化对这个强迫进行反馈，放大了这个轨道强迫的效应。使用轨道强迫的概念对末次冰期进行模拟，基本上可以重建温度和降水形态变化的特征。轨道强迫模型还可以模拟6000年前的中纬度变暖以及增强的季风等变化，模拟当时的温度变化幅度。也就是因为目前对轨道强迫的理解，研究者认为目前的间冰期应该至少持续上万年的时间，甚至认为促发11万6千年前冰期发生的北半球夏季极冷现象可能还需要3万年才会发生。末次冰期前的就叫做末次间冰期，时间是从11万6千年前到13万年前。冰芯资料显示这个时候在格陵兰顶峰地区仍然被冰覆盖但是格陵兰岛南部的一些面积在减少。冰芯资料还显示当时极地平均温度要比20世纪的极地温度高出3-5摄氏度。高温造成的北半球大量的冰盖融化可能造成了高达4米的海平面升高，南极也有可能做出贡献。目前的平均海平面比12万5千年的末次间冰期要高出4-6米。下图是12万5千年前到13万年前北极夏季地表温度与现在的差别（左），以及格陵兰和西北极海冰的最小冰层厚度与范围分布（右）。
末次间冰期
在末次间冰期间，有证据发生了多次气候突变。气候突变一般被定义为在30年以内发生的大规模的气候变化，在这个相对短的时间内，陆地生物、冰川、海洋都有巨大变化。最大的突变曾经导致格陵兰的温度在几十年内升高8-16摄氏度，然后再花数百年的时间慢慢降温；还观察到北大西洋的冰山曾经大量流出，海表盐度曾经突然降低等等。目前的认识表明，当超过关键的阈值的时候，海洋环流变得不稳定，并会发生快速变化。这些变化或许与南北半球之间的热量重新分配有关系，但是与全球平均温度的大的变化并没有什么联系。两个关于气候变化的电影后天和2012都是基于这种突变的气候模型，不过目前还没有任何迹象说明突变有可能在可以预期的将来发生。在末次冰期结束的时候，也有数次气候突变，最后的一次发生在8200年前。下图是末次冰期结束时候一些指标的突变情况，从上到下分别是a)ARM，非磁滞剩磁，大西洋翻转环流（MOC）的代用资料；b)格陵兰大气甲烷含量；c)根据氮同位素重建的地表温度；d,e)两个不同来源的O18含量，地表温度的代用资料；f)nss-Ca离子变化，沙尘和铁沉积的代用资料；g)南极大气二氧化碳浓度。可以看到这些指标的一致性，以及观察到的一些突变。
末次冰期结束时的气候突变
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差不多意思吧?
看着张图里面的轨道变化情况。E是地球围绕太阳轨道的偏心率，因为受到其他行星引力的影响而产生的微小偏差，包括大约41万年的一个长周期加上一个大约10万年的小周期，这个偏心率对气候的影响最大。
T是地轴倾斜度，有一个2.6万年的周期，与地球本身的不均匀性和太阳月亮的引力作用有关。
P是轨道椭圆性，受到其他行星引力影响，有一个2.1-2.5万年的周期。
还有一个轨道平面倾角的周期，10万年左右。
不过这些周期都非常长，短期内对海平面不足以造成足够明显的影响，造成的影响里面间接影响（冰川消融增加的周期）也大于轨道直接的影响。
对海平面有可以观察到的周期性贡献的是一个叫做钱得勒晃动的地球运动，是由于地球本身的不均匀性造成的，周期433天。
为关键词搜索一下。不过网上中的科普类文章的相关介绍都很简略。真有兴趣的话，可能还是看下气候学方面的教材好一点。
就像另一个反例--中苏交恶时期竺可桢批驳“苏修又在鼓吹全球变冷”。不过竺可桢关于气温波动属于正常现象的观点也许有一定道理，人类活动对气温的影响不可小视，但也不能无限夸大，地球不是气球，不是人造的，人想对于地球还是渺小的，地球有自己的变化规律，就像几次冰川时期的产生，此外火星环境由数亿年前的相对较好到如今的恶化更不能归咎于人类影响吧。
你提到的疑问，如果真的关心，可以去看相关的研究，科学领域都有相应的理论，我这里会慢慢讲。几次冰期的变化目前已经有不错的解释了，我这个帖子里面已经讲过一点。
这个问题的确被政治化了，但是不等于什么东西因为被政治利用就肯定是错的。科学的态度就是是什么样子，就是什么样子。判断一个东西是否合理，要看证据是否充分，推理论证是否合理，可信程度是否足够高，是否符合过去的一些事实，最好还能预测一些现象。而不是空喊口号，说你是在政治化，你就是在政治化，就是完全错误的。
不过，有几个喊着气候问题被政治化而否定相关研究的人真地在关心这些科学内容呢？
无论是随便找个理由无限夸大人类对气候影响的，还是随便找个理由无限贬低人类对气候影响的，都是在真正的政治化这个问题。
目前关于碳对气温的影响基本得到公认。我也看过一些资料，减碳是不错，但在现现实情况下人类对石化能源的依赖在很长时间将不可避免。我更寄希望于科学家和新技术以抵消人类对气候的不利影响。
我对政治家们达成一个有效果的减排协议并不乐观。毕竟全球气候变化不是最重要的问题，还有很多更加基本的还没有解决的问题的重要性在这个问题之上。至少对于中国等发展中国家，放弃发展去控制碳排是不可行的，只能采用发展的同时尽可能兼顾碳排的做法。所以，如何去适应变化可能更加重要，这当然也是科学家们的工作。
当然最好是适应的同时也要有效控制。至少有适当的控制来降低一下适应的成本，给适应赢得更多的时间。
都是不大容易的。我对科学家的厚望高于政治家，比如假如以高效热核聚变代替石化能源的地位，成为主要能源。其他能源如太阳能我估计希望不大。当然，科学技术也是有很大难度，但科学难题总比政治难题单纯些。说到底还是人的问题是根源---以古代的人口和人均能源消耗也许大家今天不用在哥本哈根哭天喊地，但没办法，不可能回到古代，所以只能寄希望于未来。
“苏修”提出来的时候竺可桢七十岁了（毛泽东小他三岁），他会有那么时髦？
我印象中，竺可桢是留美生，对苏联向来都不鸟，政治上早在建国之前就担心中国受斯大林苏联影响过深（不过建国后就不怎么提了）。像那样没事在日记中损一下苏联人也是很正常的。竺可桢更关注教学和科研，对政治的兴趣不像其它人那样浓厚，我可不太相信他会写出像你引号中那样的句子。
事实上，你说的那句话的出于竺可桢日记，原文大意应该是这样：“苏联气候界又在宣传地球变冷的消息，说列宁格勒近年比1940年左右低摄氏一度。”
竺可桢对于气候的问题有自己的学术立场，并不是什么服务于政治需要，苏联气象学界（搞不好可以把整个苏联科学界都算进去）的一些理论向来给人以一种很浮夸的印象(很听一点的说法是乐观，或者称之为人定胜天)，以自己的学术立场私底下以“杞人忧天”讽刺一下，没什么大不了的，这与政治没什么大的关系。
对于在科学界如此德高望重的人物，你这样不负责任的乱侃太不是很好吧？
关键。我主要是记得竺可桢对于苏联“全球变冷”观点的反对态度。
并不是“苏联”的观点，此其一；
当时全球气候问题远远没有进入政治范畴，谈论这个，没有多少政治上的含意，此其二；
竺可桢的反对态度是基于自已对于中国古气候长期研究所得出的结论（人类对于气候的影响有限也是长期以来欧美学界的观点），并没有其它的含义（就算有那也是私下的表态），此其三。
最后，你的重点在于强调科学问题的政治化（连自己在强调什么都不清楚，还说你是从“小学”课文里看来这段的，那好吧……），这个我表示赞同。但你以竺可桢做为例子，而且信口雌黄（小学课文你好说也查一下可以吧？一个科学家怎么可能说出那种话？你没怀疑过？），对这种行为我不认可。
名字和你当年对唐某的所为。知道有些人想故意惹我回嘴然后故伎重演。不过唐某来西西河是与人心平气和交流的，正常的理性的争议我欢迎，除此之外我没兴趣浪费精力与某些人吵架，恕不奉陪。我主张对事不对人，即使对别人的时事民族宗教等帖子反对也不能应带到其他帖子里。老虎爱吃肉:去看看村长的贴子，扯X也不是这么扯的。
提示:你被楼主 或 被回复作者屏蔽，不能回复。建议多注意自己的言行方式。
回给自己总成吧？
切，你以为你是谁啊，我看了一下，至少有九个月没跟过你的贴子了……靠。要不是竺老的问题，你以为我有工夫跟你扯这个蛋啊。