På basis av en unik global jämförelse av data från kärnprover som extraherats från havsbotten och polarisarna, AWI-forskare har nu visat att även om klimatförändringarna har minskat runt om i världen från glaciala till interglaciala perioder, skillnaden är ingalunda så uttalad som tidigare antagits. Tills nu, man trodde att glaciala perioder kännetecknades av extrem temperaturvariation, medan interglaciala perioder var relativt stabila. Forskarna publicerade sina resultat i tidskriften Natur .

Om du vill veta hur klimatet kommer att förändras i framtiden, du måste titta på det förflutna. Genom att titta på klimatförändringarna som ägde rum för tusentals år sedan, vi kan förbättra förutsägelser för framtida klimat. Att jämföra lager i prover av iskärn och havssediment har gjort det möjligt för forskare att härleda hur medeltemperaturen på jorden har förändrats över tiden, och även hur stor variationen var. Från höjden av den sista istiden 21, 000 år sedan till vår nuvarande mellanistid, jorden har värmts upp med i genomsnitt 5 grader Celsius. Med tanke på den framtida globala uppvärmningen, det är viktigt för dagens globala befolkning att veta om temperaturen kommer att stiga stadigt, eller om det kommer att bli plötsligt, stora fluktuationer. Frekvensen av extrema händelser är ett viktigt riktmärke för klimatanpassningsåtgärder, eftersom, när det gäller översvämningsskydd, transport och byggmaterial, vi måste vara beredda på det värsta scenariot, och inte bara för "genomsnittliga" förändringar.

Klimatforskare från Helmholtz Young Investigators Group ECUS vid Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) i Potsdam har nu undersökt hur temperaturvariationerna förändrades när jorden värmdes upp från den senaste istiden till den nuvarande mellanisttiden. Hittills har det antagits att temperaturerna varierade mycket under den senaste istiden, medan den nuvarande interglacialen till stor del präglades av små temperaturvariationer. Denna tolkning baserades på vattenisotopdata från centrala Grönlands iskärnor.

Laget, ledd av Dr Kira Rehfeld och Dr Thomas Laepple, jämförde Grönlands data med uppgifter från sediment som samlats in i flera havsregioner runt om i världen, samt från iskärnprover som samlats in i Antarktis. De visar att fenomenet med stora temperaturfluktuationer under glaciala perioder inte på något sätt har manifesterats enhetligt över hela världen, men har istället varierat från region till region. Till exempel, i tropikerna, temperaturvariationerna var tre gånger så intensiva som idag i höjd med den sista istiden, medan iskärnorna från Grönland indikerar variationer som var 70 gånger så intensiva. "Iskärnorna från Grönland är, utan tvekan, en viktig nyckel för att förstå det förflutnas klimat. Med det sagt, vår studie bekräftar att slutsatserna om Grönland inte alltid är representativa för hela världen, " förklarar Young Investigators Group-ledare Laepple, som också leder den ERC-finansierade Young Investigators Group SPACE.

Förstaförfattaren Kira Rehfeld och hennes kollegor har, för första gången, samlat in och jämfört data från olika klimatarkiv och totalt 99 forskningssajter. I klimatforskarsamfundet, iskärnor anses allmänt vara guldstandarden, eftersom deras lager är mycket konsekventa, till skillnad från sedimentlager från havsbotten, som ofta störs av tektoniska förändringar, strömmar eller marina organismer. AWI-forskarna har tagit fram matematiska metoder som gör att de kan uppskatta osäkerheter och potentiella felkällor samtidigt som de bedömer olika paleoklimatarkiv, och att ta hänsyn till dessa faktorer i sina analyser. "Som sådan, vi kan jämföra sedimentproverna med iskärnorna för olika epoker i planetens historia, säger Laeple.

De mer intensiva variationerna under glaciala perioder beror på den större skillnaden i temperatur mellan de istäckta polarområdena och tropikerna, vilket gav ett mer dynamiskt utbyte av varma och kalla luftmassor. "Om vi ​​sedan följer den idén till dess logiska slutsats, det säger oss att variationerna kommer att fortsätta att minska när den globala uppvärmningen fortskrider, " säger Rehfeld - helt enkelt för att skillnaden i temperatur mellan den värmande norden och tropikerna kommer att minska. "Men, vår data täcker tidsramar som sträcker sig över århundraden och årtusenden – vi kan inte zooma in på bara en handfull år, vilket innebär att vi bara kan dra indirekta slutsatser om de extrema händelserna som formar vädret, " förklarar klimatforskaren Rehfeld, som för närvarande bedriver forskning med British Antarctic Survey (BAS).

Klimatmodellerare hade tidigare postulerat mekanismen för minskad variabilitet under varmare klimatförhållanden 2014. Men med sin analys, Rehfeld, Laepple och kollegor är de första att förstärka denna teori med globala klimatdata från det förflutna. AWI-forskarna beskriver sin nästa insats så här:"Vi planerar att i detalj undersöka förändringarna i kortsiktiga variationer i det förflutna och deras relation till långsiktiga klimatförändringar. För att göra det, vi behöver pålitliga klimatarkiv, och för att förbättra vår förståelse för hur de fungerar. "Att öka noggrannheten till en nivå där paleoarkiv också kan återspegla extrema händelser kommer sannolikt att vara en av de största utmaningarna för de kommande åren.