In Chaos, by AIP Publishing, climate scientists identify abrupt transitions in climate records that may have been caused by the climate system crossing a tipping point. This happens when self-reinforcing feedbacks in a system push it away from a stable state, leading to dramatic change.

Identifying these events in the Earth"s past is critical to understanding the tipping points likely to be encountered this century as a warming climate destabilizes the Earth"s physical systems and ecosystems.

The researchers from CNRS (France), UCLA, and Columbia University devised a statistical method to determine whether transitions seen in climate records such as ice cores are simply noise or evidence of a more significant change. This has typically been done by visual inspection, a process that is time-consuming and subjective.

Their method is less error-prone, since it doesn"t rely on human determination of whether a jump is a significant transition. It allows comparing different records consistently and can identify important events that may have been overlooked in older studies.

An augmented Kolmogorov-Smirnov (KS) test, a statistical technique named after its original authors, provided an alternative approach to recurrence analysis. The KS test has been successfully applied to other inherently noisy systems, such as finance and signal processing.

The method compares two samples taken before and after the potential transition point to test whether they come from the same continuous distribution. If they don"t, the transition point is identified as a significant abrupt change indicative of a true climactic shift.

Witold Bagniewski ผู้เขียนกล่าวว่า "เราใช้วิธีการของเรากับระเบียน Paleoclimate สองรายการของวัฏจักรสภาพภูมิอากาศครั้งสุดท้าย แกนน้ำแข็งกรีนแลนด์และบันทึกคอมโพสิต speleothem จากประเทศจีน"

การวิเคราะห์แกนน้ำแข็งเปิดเผยว่าอัตราส่วนของไอโซโทปออกซิเจนสองไอโซโทปจะแปรผันตามเวลา อัตราส่วนนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในท้องถิ่นในขณะที่น้ำแข็งก่อตัวขึ้น ซึ่งเป็นการวัดสภาพอากาศในช่วงเวลานั้น

Speleothems คือแหล่งแร่ในถ้ำที่แสดงรูปแบบอัตราส่วนไอโซโทปที่คล้ายคลึงกันซึ่งแตกต่างกันไปตามสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง

"การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันหลายครั้งในบันทึกแกนน้ำแข็งของกรีนแลนด์สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างสภาพอากาศที่อุ่นขึ้นซึ่งรู้จักกันในชื่อ Greenland Interstadials (GIs) กับสภาพอากาศที่หนาวเย็นกว่า Greenland Stadials (GSs)" Bagniewski กล่าว

การมีอยู่ของสภาวะอากาศสองสถานะนี้คือ GI และ GS เป็นตัวอย่างของระบบภูมิอากาศแบบ bistable ซึ่งทั้งสองสถานะที่แตกต่างกันมีความเสถียร สภาพภูมิอากาศอาจกระโดดจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งอย่างกะทันหันเมื่อข้ามจุดเปลี่ยน

In Chaos, by AIP Publishing, climate scientists identify abrupt transitions in climate records that may have been caused by the climate system crossing a tipping point. This happens when self-reinforcing feedbacks in a system push it away from a stable state, leading to dramatic change.

Identifying these events in the Earth"s past is critical to understanding the tipping points likely to be encountered this century as a warming climate destabilizes the Earth"s physical systems and ecosystems.

The researchers from CNRS (France), UCLA, and Columbia University devised a statistical method to determine whether transitions seen in climate records such as ice cores are simply noise or evidence of a more significant change. This has typically been done by visual inspection, a process that is time-consuming and subjective.

Their method is less error-prone, since it doesn"t rely on human determination of whether a jump is a significant transition. It allows comparing different records consistently and can identify important events that may have been overlooked in older studies.

An augmented Kolmogorov-Smirnov (KS) test, a statistical technique named after its original authors, provided an alternative approach to recurrence analysis. The KS test has been successfully applied to other inherently noisy systems, such as finance and signal processing.

The method compares two samples taken before and after the potential transition point to test whether they come from the same continuous distribution. If they don"t, the transition point is identified as a significant abrupt change indicative of a true climactic shift.

Witold Bagniewski ผู้เขียนกล่าวว่า "เราใช้วิธีการของเรากับระเบียน Paleoclimate สองรายการของวัฏจักรสภาพภูมิอากาศครั้งสุดท้าย แกนน้ำแข็งกรีนแลนด์และบันทึกคอมโพสิต speleothem จากประเทศจีน"

การวิเคราะห์แกนน้ำแข็งเปิดเผยว่าอัตราส่วนของไอโซโทปออกซิเจนสองไอโซโทปจะแปรผันตามเวลา อัตราส่วนนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในท้องถิ่นในขณะที่น้ำแข็งก่อตัวขึ้น ซึ่งเป็นการวัดสภาพอากาศในช่วงเวลานั้น

Speleothems คือแหล่งแร่ในถ้ำที่แสดงรูปแบบอัตราส่วนไอโซโทปที่คล้ายคลึงกันซึ่งแตกต่างกันไปตามสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง

"การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันหลายครั้งในบันทึกแกนน้ำแข็งของกรีนแลนด์สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างสภาพอากาศที่อุ่นขึ้นซึ่งรู้จักกันในชื่อ Greenland Interstadials (GIs) กับสภาพอากาศที่หนาวเย็นกว่า Greenland Stadials (GSs)" Bagniewski กล่าว

การมีอยู่ของสภาวะอากาศสองสถานะนี้คือ GI และ GS เป็นตัวอย่างของระบบภูมิอากาศแบบ bistable ซึ่งทั้งสองสถานะที่แตกต่างกันมีความเสถียร สภาพภูมิอากาศอาจกระโดดจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งอย่างกะทันหันเมื่อข้ามจุดเปลี่ยน