Some Recent Developments in Paleoclimatology
1970年以前の古気候学研究の多くは、何が起こったかを説明する気候復元に主に焦点を当てて、さまざまな種類の代理データを含む研究を行った（Wendland、1991年）。 放射性炭素年代測定やカリウム・アルゴン年代測定などの放射性年代測定技術は、過去の気候変動を年代測定するための定量的な方法を提供した。 古気候研究は、特定のプロキシデータや年代測定法を専門とする多くの研究センターの設立によって推進された。 例えば、樹木の年輪を研究する「樹木気候学」は、1937年にアメリカのアリゾナ大学に設立された「樹木年輪研究室」をきっかけに加速した。 その後、ニューヨークのコロンビア大学、アーカンソー大学、イギリスのイースト・アングリア大学気候研究ユニット、スイスの森林・雪・景観研究所などに同様の樹木環研究室が設立された。 また、パリノロジーなど他のプロキシに焦点を当てた研究センターも、アメリカのミネソタ大学、イギリスのケンブリッジ大学、スウェーデンのルンド大学、スイスのベルン大学、モスクワのロシア科学アカデミー・地理学研究所などで設立された。 同様に、第四紀古海洋学についても、ケンブリッジ大学、ブラウン大学、コロンビア大学などに有力な研究拠点が誕生した。 アメリカの第四紀研究センター、中国科学院西安黄土第四紀研究所などでは、時代の変遷とともにデータ解析の改良と新しい技術が開発された。 5069>
1970年代初頭から、高速コンピュータの発達により、大規模な古気候データの解析に特化した新しいタイプの古気候学が育まれた（Wright and Bartlein, 1993）。 古気候解析における解釈手段の中には、今日まで続く定性的なものもあり、局所的なスケールから半球的なスケールまで解析することができる（図1）。 初期の定量的研究では、基本的な伝達関数を用いてプロキシ変数を気候変数に変換しており、現代の気候データと現代の環境データのキャリブレーションも行っている。 そして、この現代の関係を化石環境データに適用し、過去の気候を定量的に復元した（Webb and Bryson, 1972）。 データセットが大きくなるにつれて、大規模な古気候データセットを分析するための定量的解釈ツールも洗練されていった（Mann et al.、1998；Prentice et al.、1991）。 例えば、最近編集されたNorth American Drought Atlasは、年ごとの干ばつの厳しさを地理的に地図化したもので、835箇所の年輪サイトからなる地理的ネットワークに基づいている（図3; Cook and Krusic, 2004）。 現在、多くの古気候データネットワークが、コロラド州ボルダーにあるWorld Data Center-A for Paleoclimatology (WDC-A) (Webb et al., 1994) や、南アフリカのヨハネスブルグ、中国の蘭州、アルゼンチンのメンドーサ、ケニアのナイロビ、インドのプネなどの世界各地のミラーサイトを通じて利用できる (Eakin et al., 2003) ようになりました。 これらのデータネットワークは地域的なものから地球規模のものまであり、例として国際樹木リングデータベース（Grissino-Mayer and Fritts, 1997）やグローバル花粉データベースがある。
コンピュータ革命はGCMを扱うための古気候学の観点も作り出した。 これらのモデルは日々の天気予報に使われるものと似ているが、その代わりに過去の大規模な気候パターンをシミュレートするためにその原理が適用されている。 初期の試みは主に大気を対象としていたが、古気候モデリングは、生物圏、岩石圏、水圏のプロセスに関連する詳細なフィードバックと大気モデルを結びつけるように発展してきた (Kohfeld and Harrison, 2000; Kutzbach et al., 1998). 海洋-大気間のフィードバックにはかなりの注意が払われている。 GCM は、数百年前から数百万年前までの古気候のシミュレー ションに利用されており (Kutzbach, 1992)、また、過去に関心をもた れた特定の時間枠や現象のシミュレーションにも利用 されている (LeGrande et al., 2006; Seager et al., 2005). 古気候のプロキシデータが「何が起こったか」を独立に再現するのに対して（図1）、GCM は「なぜ起こったか」を説明するものであり、古気候学者にとっては、シミュレーション結果とプロキシデータから得られた結果を比較することによって気候変動の原因に関する仮説を検証するのに非常に有用なツールです（Harrison and Prentice, 2003; Mahowald et al.、1999)。 この20年の間に、多くの異なる古気候モデリンググループが出現し、現在も活発に活動している。これらの中には、コロラド州ボルダーの国立大気研究センター、イギリスのハドレーセンター、カナダの気候モデリング・解析センター、ブレーメン大学のマックスプランク気象研究所、フランスのラボラトリー・デ・メテオロギーダイナミック、アメリカのメリーランド州のゴダード宇宙研究所でのモデル化活動などが含まれている。
年代測定技術の分解能が向上し、特に北大西洋の氷床コアや海洋堆積物から得られる古気候の証拠が増えていることから、遠い過去に10年～100年規模の急激な気候変動が起きていたことが示されている（クラークほか…）。 1999; Labeyrie et al., 2003; Overpeck, 1996）。 これらの変化は社会にとって重要である。なぜなら、このような急激な気候の変化は、人間の一生の間に起こりうることが分かっているからである。 したがって、古気候の記録は、我々の予測モデルがそのような将来の変化をシミュレートできるかどうかを検証する唯一の手段である。 このような急激な気候変動の原因や性質をシミュレーションするために、モデル化が試みられている。 これらのモデルによって、半球や全球スケールでの詳細なデータ-モデル比較が可能になりつつある(Clark et al., 2002)。 しかし、今日まで、これらの事象に関するほとんどのモデリング研究は、潜在的な強制メカニズムを評価するための感度試験を行うことに重点を置いているにすぎない。 我々は、これらの急激な変化の制御と原因を記録し、理解し始めたばかりであり、このような問題は、今後数年間、古気候学のコミュニティにとって重要であり続けるだろう
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