एरिजोना: पिछली शताब्दी में, पृथ्वी का औसत तापमान तेजी से लगभग एक डिग्री सेल्सियस (1.8 डिग्री फ़ारेनहाइट) बढ़ा है। साक्ष्य पर विवाद करना कठिन है। यह दुनिया भर के थर्मामीटर और अन्य सेंसर से आता है। लेकिन औद्योगिक क्रांति से हजारों साल पहले, थर्मामीटर से पहले, और मनुष्यों द्वारा जीवाश्म ईंधन से ताप-रोकने वाले कार्बन डाइऑक्साइड को जारी करके जलवायु को गर्म करने से पहले क्या होता था? उस समय, पृथ्वी का तापमान गर्म हो रहा था या ठंडा? भले ही वैज्ञानिक किसी भी अन्य बहुसहस्राब्दी अंतराल की तुलना में सबसे हाल के 6,000 वर्षों के बारे में अधिक जानते हैं, इस दीर्घकालिक वैश्विक तापमान प्रवृत्ति पर किए गए अध्ययन विपरीत निष्कर्ष निकालते हैं।
पृथ्वी के कई नमूनों का किया विश्लेषण
अंतर को हल करने की कोशिश करने के लिए, हमने मौजूदा सबूतों का एक व्यापक, वैश्विक स्तर का मूल्यांकन किया, जिसमें प्राकृतिक अभिलेखागार, जैसे ट्री रिंग्स और सीफ्लोर तलछट, और जलवायु मॉडल दोनों शामिल हैं। हमारे परिणाम, जो 15 फरवरी, 2023 को प्रकाशित हुए, कुछ महत्वपूर्ण धीमी गति से चलने वाली, स्वाभाविक जलवायु प्रतिक्रियाओं को छोड़ने से बचते हुए जलवायु पूर्वानुमान में सुधार के तरीके सुझाते हैं।
ग्लोबल वार्मिंग के बारे में जानें
हमारे जैसे वैज्ञानिक जो अतीत की जलवायु, या पुराजलवायु का अध्ययन करते हैं, वे थर्मामीटर और उपग्रहों से बहुत पहले के समय के तापमान डेटा की तलाश करते हैं। हमारे पास दो विकल्प हैं: हम प्राकृतिक अभिलेखागार में संग्रहीत पिछली जलवायु के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं, या हम जलवायु मॉडल का उपयोग करके अतीत का अनुकरण कर सकते हैं।
कई प्राकृतिक अभिलेख हैं जो समय के साथ जलवायु में परिवर्तन रिकॉर्ड करते हैं। पेड़ों, स्टैलेग्माइट्स और कोरल में हर साल बनने वाले वृद्धि घेरों का इस्तेमाल पिछले तापमान को फिर से बनाने के लिए किया जा सकता है। इसी तरह के डेटा ग्लेशियर की बर्फ में और तलछट में पाए जाने वाले छोटे घेरों में पाए जा सकते हैं जो समुद्र या झीलों के तल पर समय के साथ बनते हैं। ये थर्मामीटर-आधारित मापन के लिए विकल्प या परदे के पीछे काम करते हैं। उदाहरण के लिए, ट्री रिंग्स की चौड़ाई में परिवर्तन तापमान में उतार-चढ़ाव रिकॉर्ड कर सकता है। यदि बढ़ते मौसम के दौरान तापमान बहुत अधिक ठंडा होता है, तो उस वर्ष बनने वाला ट्री रिंग गर्म तापमान वाले वर्ष की तुलना में पतला होता है।
समुद्री तलछट में छिपे हैं पृथ्वी के अनंत रहस्य
एक अन्य तापमान अनुमान समुद्री तल के तलछट में पाया जाता है, समुद्र में रहने वाले छोटे जीवों के अवशेषों में जिन्हें फोरामिनिफेरा कहा जाता है। जब एक फोरामिनिफ़र जीवित होता है, तो समुद्र के तापमान के आधार पर उसके खोल की रासायनिक संरचना बदल जाती है। जब यह मर जाता है, तो खोल डूब जाता है और समय के साथ अन्य मलबे से दब जाता है, जिससे समुद्र तल पर तलछट की परतें बन जाती हैं। पुराजलवायु विज्ञानी तब तलछट कोर निकाल सकते हैं और उनकी संरचना और उम्र निर्धारित करने के लिए उन परतों में घेरे का रासायनिक विश्लेषण कर सकते हैं, कभी-कभी सहस्राब्दियों तक।
पिछले वातावरण की खोज के लिए हमारा एक अन्य उपकरण जलवायु मॉडल है, जो पृथ्वी की जलवायु प्रणाली का गणितीय प्रतिनिधित्व है। वे वास्तविकता के सबसे करीब पहुंचने के लिए वातावरण, जीवमंडल और जलमंडल के बीच संबंधों को मॉडल करते हैं। जलवायु मॉडल का उपयोग वर्तमान परिस्थितियों का अध्ययन करने, भविष्य में परिवर्तनों की भविष्यवाणी करने और अतीत के पुनर्निर्माण के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, वैज्ञानिक ग्रीनहाउस गैसों की पिछली सांद्रता को इनपुट कर सकते हैं, जिसे हम प्राचीन बर्फ में छोटे बुलबुले में संग्रहीत जानकारी से जानते हैं, और मॉडल उस जानकारी का उपयोग पिछले तापमान का अनुकरण करने के लिए कर सकता है। उनकी सटीकता का परीक्षण करने के लिए आधुनिक जलवायु डेटा और प्राकृतिक अभिलेखागार से विवरण का उपयोग किया जाता है।
छद्मम डेटा और जलवायु मॉडल की अलग-अलग ताकत होती है। छद्म आंकड़े मूर्त और मापने योग्य होते हैं, और उनके पास अक्सर तापमान के प्रति अच्छी तरह से समझी जाने वाली प्रतिक्रिया होती है। हालांकि, वे दुनिया भर में या समय के साथ समान रूप से वितरित नहीं होते हैं। इससे वैश्विक स्तर पर निरंतर तापमान का पुनर्निर्माण करना मुश्किल हो जाता है। इसके विपरीत, जलवायु मॉडल स्थान और समय में निरंतर होते हैं, हालांकि वह अक्सर बहुत कुशल होते हैं, लेकिन फिर भी वह जलवायु प्रणाली के हर विवरण को नहीं पकड़ते हैं।
एक पैलियो-तापमान पहेली
हमारे नए समीक्षा पत्र में, हमने वैश्विक तापमान के संकेतकों पर ध्यान केंद्रित करते हुए जलवायु सिद्धांत, प्रॉक्सी डेटा और मॉडल सिमुलेशन का आकलन किया। हमने स्वाभाविक रूप से होने वाली उन प्रक्रियाओं पर ध्यान से विचार किया जो जलवायु को प्रभावित करती हैं, जिसमें सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा में दीर्घकालिक बदलाव, ग्रीनहाउस गैस सांद्रता, ज्वालामुखी विस्फोट और सूर्य की ताप ऊर्जा की ताकत शामिल है।
हमने महत्वपूर्ण जलवायु प्रतिक्रियाओं की भी जांच की, जैसे कि वनस्पति और समुद्री बर्फ परिवर्तन, जो वैश्विक तापमान को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, इस बात के पुख्ता सबूत हैं कि 19वीं शताब्दी की तुलना में लगभग 6,000 साल पहले की अवधि के दौरान कम आर्कटिक समुद्री बर्फ और अधिक वनस्पति आवरण मौजूद थे। इससे पृथ्वी की सतह पर अंधेरा छा जाता था, जिससे यह अधिक गर्मी को अवशोषित कर लेती थी।
हमारे दो प्रकार के साक्ष्य आधुनिक ग्लोबल वार्मिंग से पहले 6,000 वर्षों में पृथ्वी के तापमान की प्रवृत्ति के बारे में अलग-अलग उत्तर देते हैं। प्राकृतिक अभिलेखागार आम तौर पर दिखाते हैं कि लगभग 6,000 साल पहले पृथ्वी का औसत तापमान 19वीं शताब्दी के मध्य की तुलना में लगभग 0.7 सेल्सियस (1.3 फैरेनहाइट) गर्म था, और फिर धीरे-धीरे औद्योगिक क्रांति तक ठंडा हो गया। हमने पाया कि अधिकांश साक्ष्य इसी परिणाम की ओर इशारा करते हैं। इस बीच, जलवायु मॉडल आम तौर पर कार्बन डाइऑक्साइड में क्रमिक वृद्धि के अनुरूप मामूली वार्मिंग प्रवृत्ति दिखाते हैं, क्योंकि उत्तरी गोलार्ध में बर्फ की चादरें पीछे हटने के बाद सहस्राब्दी के दौरान कृषि आधारित समाज विकसित हुए।
जलवायु पूर्वानुमानों में सुधार कैसे करें
हमारा मूल्यांकन जलवायु पूर्वानुमानों को बेहतर बनाने के कुछ तरीकों पर प्रकाश डालता है। उदाहरण के लिए, हमने पाया कि मॉडल अधिक शक्तिशाली होंगे यदि वे कुछ जलवायु प्रतिक्रियाओं का पूरी तरह से प्रतिनिधित्व करते हैं। एक जलवायु मॉडल प्रयोग जिसमें 6,000 साल पहले कुछ क्षेत्रों में बढ़े हुए वनस्पति कवर शामिल थे, अधिकांश अन्य मॉडल सिमुलेशन के विपरीत, जो इस विस्तारित वनस्पति को शामिल नहीं करते हैं, हम प्रॉक्सी रिकॉर्ड में देखे जाने वाले वैश्विक तापमान चरम का अनुकरण करने में सक्षम थे। इन्हें और अन्य फीडबैक को समझना और बेहतर ढंग से शामिल करना महत्वपूर्ण होगा क्योंकि वैज्ञानिक भविष्य में होने वाले परिवर्तनों की भविष्यवाणी करने की हमारी क्षमता में सुधार करना जारी रखेंगे।
(ऐली ब्रॉडमैन, एरिजोना विश्वविद्यालय, और डेरेल कॉफमैन, उत्तरी एरिजोना विश्वविद्यालय)
