Et team ledet af University of Arizona har sømmet temperaturen fra den sidste istid - det sidste istidsmaksimum for 20.000 år siden - til omkring 46 grader Fahrenheit.
Deres resultater gør det muligt for klimaforskere bedre at forstå sammenhængen mellem nutidens stigende niveauer af atmosfærisk kuldioxid - en stor drivhusgas - og den gennemsnitlige globale temperatur.
The Last Glacial Maximum, eller LGM, var en kold periode, hvor enorme gletsjere dækkede omkring halvdelen af Nordamerika, Europa og Sydamerika og mange dele af Asien, mens flora og fauna, der var tilpasset kulden, trivedes.
"Vi har en masse data om denne tidsperiode, fordi den er blevet undersøgt i så lang tid," sagde Jessica Tierney, lektor i UArizona Department of Geosciences. "Men et spørgsmål, videnskaben længe har ønsket svar på, er enkelt: Hvor kold var istiden?"
Sporingstemperatur
Tierney er hovedforfatter til et papir offentliggjort i dag i Nature, der fandt ud af, at den gennemsnitlige globale temperatur i istiden var 6 grader Celsius (11 F) køligere end i dag. For sammenhængen var den gennemsnitlige globale temperatur i det 20. århundrede 14 C (57 F).
"I din egen personlige erfaring lyder det måske ikke som en stor forskel, men i virkeligheden er det en kæmpe ændring," sagde Tierney.
Hun og hendes team lavede også kort for at illustrere, hvordan temperaturforskelle varierede i specifikke regioner over hele kloden.
"I Nordamerika og Europa var de nordligste dele dækket af is og var ekstremt kolde. Selv her i Arizona var der stor afkøling," sagde Tierney. "Men den største afkøling var på høje breddegrader, såsom Arktis, hvor det var omkring 14 C (25 F) koldere end i dag."
Deres resultater passer med videnskabelig forståelse af, hvordan Jordens poler reagerer på temperaturændringer.
"Klimamodeller forudsiger, at de høje breddegrader vil blive varmere hurtigere end lave breddegrader," sagde Tierney. "Når man ser på fremtidige fremskrivninger, bliver det virkelig varmt over Arktis. Det kaldes polar forstærkning. På samme måde finder vi under LGM det omvendte mønster. Højere breddegrader er bare mere følsomme over for klimaændringer og vil forblive det fremover.."
Tælle kulstof
Det er vigtigt at kende temperaturen i istiden, fordi den bruges til at beregne klimafølsomhed, hvilket betyder, hvor meget den globale temperatur ændrer sig som reaktion på atmosfærisk kulstof.
Tierney og hendes team fastslog, at for hver fordobling af atmosfærisk kulstof, skulle den globale temperatur stige med 3,4 C (6,1 F), hvilket er i midten af det område, som den seneste generation af klimamodeller forudsagde (1,8 til 5,6) C).
Atmosfæriske kuldioxidniveauer under istiden var omkring 180 ppm, hvilket er meget lavt. Før den industrielle revolution steg niveauerne til omkring 280 dele per million, og i dag har de nået 415 dele per million.
"Paris-aftalen ønskede at holde den globale opvarmning til højst 2,7 F (1,5 C) i forhold til førindustrielle niveauer, men med kuldioxidniveauerne stigende, som de er, ville det være ekstremt vanskeligt at undgå mere end 3,6 F (2 C) af opvarmning," sagde Tierney. "Vi har allerede omkring 2 F (1,1 C) under vores bælte, men jo mindre varme vi bliver, jo bedre, fordi jordsystemet virkelig reagerer på ændringer i kuldioxid."
At lave en model
Da der ikke var nogen termometre i istiden, udviklede Tierney og hendes team modeller til at oversætte data indsamlet fra havplanktonfossiler til havoverfladetemperaturer. De kombinerede derefter de fossile data med klimamodelsimuleringer af LGM ved hjælp af en teknik kaldet dataassimilering, som bruges i vejrudsigter.
"Det, der sker på et vejrkontor, er, at de måler temperatur, tryk, fugtighed og bruger disse målinger til at opdatere en prognosemodel og forudsige vejret," sagde Tierney. "Her bruger vi Boulder, Colorado-baserede National Center for Atmospheric Research klimamodel til at producere en hindcast af LGM, og derefter opdaterer vi denne hindcast med de faktiske data for at forudsige, hvordan klimaet var."
I fremtiden planlægger Tierney og hendes team at bruge den samme teknik til at genskabe varme perioder i Jordens fortid.
"Hvis vi kan rekonstruere tidligere varme klimaer," sagde hun, "så kan vi begynde at besvare vigtige spørgsmål om, hvordan Jorden reagerer på virkelig høje kuldioxidniveauer, og forbedre vores forståelse af, hvad fremtidige klimaændringer kan indeholde."
Undersøgelsen blev støttet af Heisings-Simons Foundation og National Science Foundation.
