Nogle nyere udviklinger inden for palæoklimatologi
For 1970 fokuserede meget palæoklimatologisk forskning primært på klimatiske rekonstruktioner, der beskrev, hvad der skete, med undersøgelser, der involverede en række forskellige proxy-datatyper (Wendland, 1991). Radiometriske dateringsteknikker, såsom radiokarbon- og kalium-argon-datering, gav et kvantitativt middel til at datere tidligere klimaændringer. Den palæoklimatiske forskning blev drevet frem af etableringen af talrige forskningscentre, der specialiserede sig i bestemte proxy-data og dateringsmetoder. F.eks. tog dendroclimatologien, dvs. studiet af årringe, fart efter oprettelsen af Laboratory of Tree Ring Research ved University of Arizona, USA, i 1937. Lignende dendroclimatiske laboratorier blev senere oprettet på Columbia University i New York, University of Arkansas, Climatic Research Unit, University of East Anglia, Det Forenede Kongerige, og det schweiziske forbundsinstitut for skov-, sne- og landskabsforskning, Schweiz, for at nævne nogle af de mange. Der opstod også forskningscentre med fokus på andre proxies såsom palynologi, bl.a. på University of Minnesota i USA, University of Cambridge i England, Lund University i Sverige, University of Bern i Schweiz og det russiske videnskabsakademis institut for geografi i Moskva. På samme måde opstod der også fremtrædende forskningscentre inden for kvartær palæoceanografi, hvoraf nogle bemærkelsesværdige centre er baseret på Cambridge University, Brown University og Columbia University. Som tiden gik, blev der udviklet forbedringer og nye teknikker til dataanalyse på fremtrædende forskningscentre som f.eks. det kvartære forskningscenter i USA og Xian Laboratory of Loess and Quaternary Geology ved det kinesiske videnskabsakademi. Nyuddannede akademikere, der dimitterede fra disse forskningscentre, startede deres egne forskningscentre og opbyggede palæoklimatiske databaser.
Forrige i begyndelsen af 1970’erne fremmede udviklingen af højhastighedscomputere en ny type palæoklimatologi, der specialiserer sig i analyse af store palæoklimatiske datasæt (Wright og Bartlein, 1993). Nogle fortolkningsværktøjer i palæoklimatiske analyser er af kvalitativ karakter, hvilket fortsætter den dag i dag og kan omfatte analyser fra lokale til hemisfæriske skalaer (figur 1). Tidligere kvantitative undersøgelser anvendte grundlæggende overførselsfunktioner til at konvertere proxyvariabler til klimavariabler, hvilket også indebar kalibrering af moderne klimadata med moderne miljødata. De moderne relationer blev anvendt på fossile miljødata for kvantitativt at rekonstruere fortidens klima (Webb og Bryson, 1972). Efterhånden som datasættene voksede, voksede også sofistikeringen af de kvantitative fortolkningsværktøjer til analyse af palæoklimatiske datasæt i stor skala (Mann et al., 1998; Prentice et al., 1991). For eksempel er det nyligt udarbejdede nordamerikanske tørkeatlas, som giver geografiske kort over tørkesværhedsgraden pr. år, baseret på et geografisk netværk af 835 årringssteder (figur 3; Cook og Krusic, 2004). Mange palæoklimatiske datanetværk er nu tilgængelige via World Data Center-A for Paleoclimatology (WDC-A) i Boulder, CO (Webb et al., 1994), og andre spejlsteder rundt om i verden i Johannesburg i Sydafrika, Lanzhou i Kina, Mendoza i Argentina, Nairobi i Kenya og Pune i Indien (Eakin et al., 2003). Disse datanetværk spænder fra den regionale til den globale skala, og eksempler herpå er den internationale database over træringe (Grissino-Mayer og Fritts, 1997) og den globale pollendatabase.
Den computerrevolution har også skabt et palæoklimatisk perspektiv for behandlingen af GCM’er. Disse modeller svarer til dem, der anvendes til daglige vejrudsigter, men i stedet anvendes principperne til at simulere store klimamønstre i fortiden. Tidligere forsøg fokuserede mest på atmosfæren, men den palæoklimatiske modellering har udviklet sig til at forbinde atmosfæriske modeller med detaljerede feedbacks i forhold til processer i biosfæren, lithosfæren og hydrosfæren (Kohfeld og Harrison, 2000; Kutzbach et al., 1998). Der er blevet lagt stor vægt på feedbacks mellem hav og atmosfære. GCM’er er blevet anvendt til at simulere palæoklimaer for alt fra et par hundrede til millioner af år siden (Kutzbach, 1992) samt udvalgte tidsrammer og fænomener af interesse i fortiden (LeGrande et al., 2006; Seager et al., 2005). I modsætning til palæoklimatiske proxydata, som uafhængigt rekonstruerer “hvad der skete” (figur 1), forklarer GCM’er “hvorfor tingene skete” og er således et yderst nyttigt redskab for palæoklimatologer til at teste hypoteser om årsagerne til klimaændringer ved at sammenligne simuleringsresultater med dem, der stammer fra proxydata (Harrison og Prentice, 2003; Mahowald et al., 1999). Inden for de sidste to årtier er der opstået mange forskellige palæoklimatiske modelleringsgrupper, som fortsat er aktive; nogle af disse omfatter modelleringsaktiviteter på National Center for Atmospheric Research i Boulder, CO, Hadley Centre i Det Forenede Kongerige, Canadian Centre for Climate Modeling and Analysis, Max-Planck Institute for Meteorology ved Bremen University, Laboratoire de Météorologie Dynamique i Frankrig og Goddard Institute of Space Studies i Maryland, USA.
Den øgede opløsning i dateringsteknikkerne og den voksende mængde palæoklimatiske beviser, især fra iskerner og marine sedimenter fra Nordatlanten, tyder på, at der i en fjern fortid har fundet pludselige klimaændringer sted på tiårs- og hundredeårsskala, som er meget anderledes i omfang og karakter end dem, der er observeret i den moderne instrumentelle registrering (Clark et al, 1999; Labeyrie et al., 2003; Overpeck, 1996). Disse ændringer har stor betydning for samfundet, for vi ved nu, at sådanne pludselige klimaændringer kan forekomme inden for et enkelt menneskes levetid. Palæoklimatiske optegnelser er således det eneste middel til at teste, om vores forudsigelsesmodeller kan simulere sådanne fremtidige ændringer. Der er blevet gjort forsøg på at simulere årsagerne til og arten af disse pludselige ændringer ved hjælp af modellering. Disse modelkørsler gør det muligt for forskerne at foretage detaljerede data-model-sammenligninger på den halvkugleformede og globale skala (Clark et al., 2002). Hidtil har de fleste modelleringsundersøgelser af disse hændelser imidlertid stadig fokuseret på følsomhedstests for at vurdere potentielle drivmekanismer. Vi er kun lige begyndt at dokumentere og forstå styringen af og årsagerne til disse pludselige ændringer, og sådanne spørgsmål vil fortsat være vigtige for palæoklimatologien i mange år fremover.