Science编辑点评：The future in the past （从过去看未来）气候预测不确定性的一个主要原因是，我们不了解由于大气中增加一定量二氧化会导致多大程度的变暖。古气候记录有可能帮助我们加深对这种情况的了解，因为它们记录了各种各样的环境条件。亚利桑那大学杰西卡·蒂尔尼博士(Dr. Jessica Tierney )等科学家回顾数据收集，统计和建模方面的最新进展，这些进展可能有助于我们更好地了解大气中二氧化碳水平的升高将如何影响未来的气候（图1）。
图1 过去的气候为未来的气候情景提供了背景
本文仅翻译一下总结部分（Structured Abstract），仅供参考，具体内容还是需要好好阅读原文，Dr. Jessica Tierney的文章都很经典，博士期间读了她很多她东非气候的工作，受益很多。
研究背景
人为排放物正在迅速改变地球的气候，将其推向一个前所未有的温暖状态。尽管尚无完美的模拟方法来解释这种破坏，但地球的历史包括过去的气候状态——古气候，它们为我们变暖的未来世界提供了经验教训（图2）。地球过去的这些时期涵盖了温度，降水模式，冰冻圈范围和生物圈适应的巨大范围，并且对于我们更好地理解气候系统关键要素如何受到温室气体水平的影响越来越重要。新的地球化学和统计方法的兴起以及古气候模型的改进，使得可以基于古气候数据对气候模型进行正式评估。特别是，鉴于一些最新一代气候模型对大气二氧化碳倍增具有高度敏感性，古气候在约束平衡气候敏感性（ECS）及其对气候背景状态的依赖性方面发挥了新的作用。
图2 未来气候情景的古气候背景
研究进展
在过去的十年中，越来越多的研究已经使用古气候温度和CO2估算值推断了过去很长一段时间里的ECS，包括温暖和寒冷状态。最近的研究支持以下观点：ECS高度依赖状态，随CO2浓度增加而上升。对诸如始新世等过去温暖气候时期的模拟进一步强调了云反馈在CO2增加的情况下对高ECS的贡献水平。古气候对未来冰盖稳定性的评估和随之而来的海平面上升，包括海洋冰崖不稳定性等临界过程的可行性，提供了关键的制约因素（图3）。除了全球范围的变化之外，对过去水循环变化的分析还使我们对水文气候的动力驱动因素有了更深入的了解，这与区域气候预测和社会影响高度相关。新的和不断发展的技术，例如对有孔虫单壳的分析，正在产生季节的气候信息，这些信息可用于研究外部气候强迫如何影响年内和年际变化模式。对过去古气候（如PETM）的异常短暂偏离的研究（图2），为当前人类活动异常对地球系统的影响以及恢复的时间尺度提供了关键的信息。许多进展已经打破了气候模型和代理指标之间的“语言障碍”，从而促进了更直接地使用古气候信息来约束模型性能。将地球化学示踪剂（例如水同位素）直接结合到模型模拟中变得越来越普遍，并且这种做法大大改善了模型指标类比。起源于贝叶斯推断的新统计方法的发展促使对古气候数据不确定性更彻底的量化。另外，诸如数据同化之类的技术允许将指示因子和模型数据正式组合到混合产品中。这样的综合可以提供过去气候的全视野视图，并且可以限制我们没有直接指示因子的气候变量，例如云量或风速。
研究展望
使用古气候信息作为模型目标的一个常见问题是，非CO2影响（例如气溶胶和痕量温室气体）并不是众所周知的，尤其是在遥远的过去。尽管迄今为止的证据表明，这种作用力仅次于CO2，未来地球化学和建模方面的改进都有望解决此问题。迅速发展的新地球化学技术有可能改善对陆地生物圈，气溶胶和微量气体的限制。同样，现在可以将生物地球化学循环纳入古气候模型模拟。除了约束力之外，重要的是要将代理信息转化为定量估计，以解释代理系统中的不确定性（图4）。已经开发出统计工具来实现此目的，这将使为模型评估创建可靠的目标变得更加容易。随着对古气候信息定量化的增加，我们建议建模中心在评估和陈述模型性能时应包括对过去气候的模拟。这种做法可能会缩小围绕气候敏感性、冰盖和水循环的不确定性，从而提高未来的气候预测的可信度。
图4 古气候资料同化的一个例子 （数据处理的重要性）
作者简介（主要源自wiki，更新部分橙色表示）：
图片源自亚利桑那大学网站
杰西卡·蒂尔尼（Jessica E. Tierney）,1982年生，亚利桑那大学的地球科学副教授。她是一位美国古气候学家，曾研究过海洋和湖泊沉积物，利用地球化学指标研究东非的过去气候。她的论文被引用了4200多次（截止2020.11.6，据谷歌学术）；她最常被引用的著作是《北半球在过去60,000年间对热带东南非洲气候的控制》(Northern Hemisphere Controls on Tropical Southeast African Climate During the Past 60,000 Years)，据谷歌学术达到486次，其中有小编的贡献。
早年生活和教育
蒂尔尼（Tierney）出生于加利福尼亚州的旧金山，在马林县长大。Tierney于2005年在布朗大学完成了地质学学士学位，并在那里研究了秘鲁边缘沉积物中的微量元素。在詹姆斯·M·罗素（James M. Russell）的建议下，她在布朗大学完成了地质学硕士学位和博士学位，重点研究方向是古气候学和有机地球化学，期间她还与黄永松教授（Yongsong Huang）紧密合作。她利用坦噶尼喀湖（Lake Tanganyika）的沉积岩心研究东非冰期0间冰期旋回降水和温度变化（上文的那篇论文）。她与古海洋学家彼得·德梅诺卡尔（Peter deMenocal）在拉蒙特·多尔蒂地球观测站（Lamont-Doherty Earth Observatory）完成了博士后工作。在到达亚利桑那大学担任副教授之前，蒂尔尼曾在伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）担任助理科学家。
研究领域
蒂尔尼（Tierney）在古气候学中使用有机生物标记物进行气候研究而闻名。她对历史和科学的热情推动了她过去的气候变化研究生涯。蒂尔尼（Tierney）与彼得·德梅诺卡尔（Peter deMenocal）和保罗·赞德（Paul Zander）一起研究了非洲之角的过去气候。蒂尔尼及其合作者认为，气候变化与气候变化和人类活动相吻合，是人类迁徙的原动力。此外，蒂尔尼还使用泥质沉积物和叶蜡来了解降水和季风的演变。蒂尔尼还使用TEX86（一种追踪温度的生物标记物），以十年和年际尺度研究热带地区过去的气候，例如，研究印度太平洋变化与东非降雨之间的关系（当然，现在的研究领域已经大大扩展，冉冉升起的科学明星）。
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刘喜停
原文题目：Past climates inform our future 原文链接：https://science.sciencemag.org/content/370/6517/eaay3701
