气候数据可视化图标回顾

这张不起眼的59年历史的图表揭示了大气中二氧化碳水平持续攀升

斯克里普斯海洋研究所,加州大学圣地亚哥分校

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


两年前,基林曲线被确认为国家历史化学地标。我写了下面的帖子以纪念这一事件。此后,这条曲线揭示了什么?大气中二氧化碳水平仍在攀升,并不断打破纪录。

2015年6月6日至2017年6月6日的基林曲线。来源:斯克里普斯海洋研究所,加州大学圣地亚哥分校



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气候变化数据可视化获得国家地标地位(首次发表于2015年6月11日)

基林曲线是气候学中的基准数据可视化。图表收藏家们常常偏爱其更年轻、可以说是名字更令人难忘的气候可视化表亲——“曲棍球棒图”,后者追踪随时间变化的温度,但查尔斯·大卫·基林的二氧化碳浓度图的重要性不应被遗忘。为此,2015年6月12日,美国化学学会在斯克里普斯海洋研究所重新确认其为国家历史化学地标。(另一次纪念活动于四月份在数据收集点,即美国国家海洋和大气管理局的莫纳罗亚观测站举行)。

截至2015年6月4日的基林曲线。来源:斯克里普斯海洋研究所,加州大学圣地亚哥分校

正如纪念网站上所述,“基林的遗产包括一项持续至今的测量计划,该计划提供了大气CO2浓度的权威记录,是现代气候科学的基石。基林曲线,即呈现这些数据的标志性图表,是人类对环境影响以及化石燃料在全球气候变化中作用的有力象征。”

基林是一位地球化学家,从1956年直到2005年去世一直隶属于斯克里普斯海洋研究所,他是一位真正的先驱。为了建立关于大气中二氧化碳浓度的基线知识——长期目标是帮助确定温室气体排放的总体影响——基林于1958年3月开始在夏威夷、南极洲和加利福尼亚的站点使用红外气体分析仪测量CO2水平。他的初步发现于1960年发表,揭示了一种季节性模式,大气中CO2水平在10月份处于低水平,并在5月份上升到高水平。这反映了北半球的植被周期。夏季更强劲的光合作用——以及植物对CO2的捕获——之后是冬季较低水平的光合作用——以及大气中CO2的积累。在美国夏威夷莫纳罗亚气象观测站持续收集的数据证实了一个更长期的趋势,这在早期就引起了基林的注意。CO2水平(当时和现在)持续攀升,导致季节性振荡模式叠加在稳步上升的曲线上。事实上,在2013年5月,水平达到了百万分之400,这是至少80万年以来的首次。而且我们似乎正在稳步朝着百万分之450迈进,一些人认为,由于温室效应,这个阈值将使我们比工业化前水平高出2摄氏度。

上述——以及可以说是更广为人知的——曲棍球棒图追踪了温度轨迹,该图显示了根据古气候指标和近期温度计读数,北半球平均地表温度随时间的变化。它的受欢迎程度可能仅仅是因为人们更容易将温度与二氧化碳水平联系起来。但是,关于古气候重建值的有效性的后续辩论无疑激发了人们的兴趣。由迈克尔·曼、雷蒙德·布拉德利和马尔科姆·休斯于1999年首次发表,当在2001年联合国政府间气候变化专门委员会报告中突出显示时,它进入了公众意识。(有关完整原始报告的pdf下载,请点击此处)。它已成为气候学家、怀疑论者和广大公众的标志性图形。2005年的一个变体如下图所示,包括全球地表温度预测,如联合国环境规划署和GRSI-Arendal在“重要的气候图形”中发表的那样。

曲棍球棒图的2005年变体。“温度趋势和预测”,作者:Philippe Rekacewicz,UNEP/GRID-Arendal,来自《重要气候变化图形更新》,2005年。

感谢美国化学学会表彰基林曲线,并提醒我,具有重大意义的科学可视化通常是不起眼的折线图,它们优雅地揭示了真正的明星——持久而细致的数据收集。

Jen ChristiansenBuilding Science Graphics: An Illustrated Guide to Communicating Science through Diagrams and Visualizations(CRC Press)一书的作者,也是大众科学的高级图形编辑,她在那里指导和制作图解说明图和数据可视化。1996年,她在纽约市的大众科学开始了她的出版职业生涯。随后,她搬到华盛顿特区,加入国家地理杂志的工作人员(最初是助理艺术总监-研究员的混合角色,然后是设计师),花了四年时间作为自由科学传播者,并于2007年回到大众科学。Christiansen就各种主题进行演讲和写作,包括调和她对艺术和科学的热爱,以及她对Joy Division乐队专辑Unknown Pleasures封面上脉冲星图的更多了解的追求。她拥有加州大学圣克鲁兹分校的科学传播研究生证书,以及史密斯学院的地质学和工作室艺术学士学位。在Bluesky上关注Christiansen @jenchristiansen.com

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