The global temperature record shows the fluctuations of the temperature of the atmosphere and the oceans through various spans of time. There are numerous estimates of temperatures since the end of the Pleistocene glaciation, particularly during the current Holocene epoch. Some temperature information is available through geologic evidence, going back millions of years. More recently, information from ice cores covers the period from 800,000 years before the present time until now. A study of the paleoclimate covers the time period from 12,000 years ago to the present. Tree rings and measurements from ice cores can give evidence about the global temperature from 1,000-2,000 years before the present until now. The most detailed information exists since 1850, when methodical thermometer-based records began. Modifications on the Stevenson-type screen were made for uniform instrument measurements around 1880.

Geologic evidence (millions of years) 

On longer time scales, sediment cores show that the cycles of glacials and interglacials are part of a deepening phase within a prolonged ice age that began with the glaciation of Antarctica approximately 40 million years ago.  This deepening phase, and the accompanying cycles, largely began approximately 3 million years ago with the growth of continental ice sheets in the Northern Hemisphere.  Gradual changes in Earth's climate of this kind have been frequent during the Earth's 4,540 million year existence and most often are attributed to changes in the configuration of continents and ocean sea ways.

Ice cores (from 800,000 years before present) 

Even longer term records exist for few sites: the recent Antarctic EPICA core reaches 800 kyr; many others reach more than 100,000 years. The EPICA core covers eight glacial/interglacial cycles. The NGRIP core from Greenland stretches back more than 100 kyr, with 5 kyr in the Eemian interglacial. Whilst the large-scale signals from the cores are clear, there are problems interpreting the detail, and connecting the isotopic variation to the temperature signal.

Ice core locations 

The World Paleoclimatology Data Center (WDC) maintains the ice core data files of glaciers and ice caps in polar and low latitude mountains all over the world.

Ice core records from Greenland 
As a paleothermometry, the ice core in central Greenland showed consistent records on the surface-temperature changes.  According to the records, changes in global climate are rapid and widespread. Warming phase only needs simple steps, however, the cooling process requires more prerequisites and bases. Also, Greenland has the clearest record of abrupt climate changes in the ice core, and there are no other records that can show the same time interval with equally high time resolution.

When scientists explored the trapped gas in the ice core bubbles, they found that the methane concentration in Greenland ice core is significantly higher than that in Antarctic samples of similar age, the records of changes of concentration difference between Greenland and Antarctic reveal variation of latitudinal distribution of methane sources. Increase in methane concentration shown by Greenland ice core records implies that the global wetland area has changed greatly over past years. As a component of greenhouse gases, methane plays an important role in global warming. The variation of methane from Greenland records makes a unique contribution for global temperature records undoubtedly.

Ice core records from Antarctica 
The Antarctic ice sheet originated in the late Eocene, the drilling has restored a record of 800,000 years in Dome Concordia, and it is the longest available ice core in Antarctica. In recent years, more and more new studies have provided older but discrete records. Due to the uniqueness of the Antarctic ice sheet, the Antarctic ice core not only records the global temperature changes, but also contains huge quantities of information about the global biogeochemical cycles, climate dynamics and abrupt changes in global climate.

By comparing with current climate records, the ice core records in Antarctica further confirm that polar amplification. Although Antarctica is covered by the ice core records, the density is rather low considering the area of Antarctica. Exploring more drilling stations is the primary goal for current research institutions.

Ice core records from low-latitude regions 
The ice core records from low-latitude regions are not as common as records from polar regions, however, these records still provide much useful information for scientists. Ice cores in low-latitude regions usually locates in high altitude areas. The Guliya record is the longest record from low-latitude, high altitude regions, which spans over 700,000 years. According to these records, scientists found the evidence which can prove the Last Glacial Maximum (LGM) was colder in the tropics and subtropics than previously believed. Also, the records from low-latitude regions helped scientists confirm that the 20th century was the warmest period in the last 1000 years.

Paleoclimate (from 12,000 years before present) 

Many estimates of past temperatures have been made over Earth's history.  The field of paleoclimatology includes ancient temperature records.  As the present article is oriented toward recent temperatures, there is a focus here on events since the retreat of the Pleistocene glaciers.  The 10,000 years of the Holocene epoch covers most of this period, since the end of the Northern Hemisphere's Younger Dryas millennium-long cooling.  The Holocene Climatic Optimum was generally warmer than the 20th century, but numerous regional variations have been noted since the start of the Younger Dryas.

Tree rings and ice cores (from 1,000–2,000 years before present) 

Proxy measurements can be used to reconstruct the temperature record before the historical period. Quantities such as tree ring widths, coral growth, isotope variations in ice cores, ocean and lake sediments, cave deposits, fossils, ice cores, borehole temperatures, and glacier length records are correlated with climatic fluctuations. From these, proxy temperature reconstructions of the last 2000 years have been performed for the northern hemisphere, and over shorter time scales for the southern hemisphere and tropics.

Geographic coverage by these proxies is necessarily sparse, and various proxies are more sensitive to faster fluctuations. For example, tree rings, ice cores, and corals generally show variation on an annual time scale, but borehole reconstructions rely on rates of thermal diffusion, and small scale fluctuations are washed out. Even the best proxy records contain far fewer observations than the worst periods of the observational record, and the spatial and temporal resolution of the resulting reconstructions is correspondingly coarse. Connecting the measured proxies to the variable of interest, such as temperature or rainfall, is highly non-trivial. Data sets from multiple complementary proxies covering overlapping time periods and areas are reconciled to produce the final reconstructions.

Proxy reconstructions extending back 2,000 years have been performed, but reconstructions for the last 1,000 years are supported by more and higher quality independent data sets. These reconstructions indicate:
 global mean surface temperatures over the last 25 years have been higher than any comparable period since AD 1600, and probably since AD 900
 there was a Little Ice Age centered on AD 1700
 there was a Medieval Warm Period centered on AD 1000, but this was not a global phenomenon.

Indirect historical proxies 

As well as natural, numerical proxies (tree-ring widths, for example) there exist records from the human historical period that can be used to infer climate variations, including: reports of frost fairs on the Thames; records of good and bad harvests; dates of spring blossom or lambing; extraordinary falls of rain and snow; and unusual floods or droughts. Such records can be used to infer historical temperatures, but generally in a more qualitative manner than natural proxies.

Recent evidence suggests that a sudden and short-lived climatic shift between 2200 and 2100 BCE occurred in the region between Tibet and Iceland, with some evidence suggesting a global change.  The result was a cooling and reduction in precipitation.  This is believed to be a primary cause of the collapse of the Old Kingdom of Egypt.

Satellite and balloon (1950s–present) 

Weather balloon radiosonde measurements of atmospheric temperature at various altitudes begin to show an approximation of global coverage in the 1950s. Since December 1978, microwave sounding units on satellites have produced data which can be used to infer temperatures in the troposphere.

Several groups have analyzed the satellite data to calculate temperature trends in the troposphere. Both the University of Alabama in Huntsville (UAH) and the private, NASA funded, corporation Remote Sensing Systems (RSS) find an upward trend.

For the lower troposphere, UAH found a global average trend between 1978 and 2019 of 0.130 degrees Celsius per decade.
RSS found a trend of 0.148 degrees Celsius per decade, to January 2011.

In 2004 scientists found trends of +0.19  degrees Celsius per decade when applied to the RSS dataset. Others found 0.20  degrees Celsius per decade up between 1978 and 2005, since which the dataset has not been updated.

Thermometers (1850–present)

See also 

Climate variability and change
Global warming (causing recent climate change)
CLIWOC (climatological database for the world's oceans)
Dendroclimatology

References

External links

 Hadley Centre: Global temperature data
 NASA's Goddard Institute for Space Studies (GISS) — Global Temperature Trends.
 Surface Temperature Reconstructions for the last 2,000 Years

Temperature
History of climate variability and change
Climate and weather statistics
세계 온도 기록은 여러 기간 동안의 지구의 대기와 해양의 온도 변화에 대해 다룬다. 가장 상세한 온도 기록은 1850년 체계적인 온도계에 근거하여 작성한 시기 이후부터 존재한다. 그 외에 플라이스토세 빙기가 끝난 이후 현대 홀로세 기간의 수많은 온도 추정치들이 존재한다. 이보다 더 오래 전의 기간은 고기후학적 방법을 통해 추정한다.

인공위성 및 기상기구 기록 (1950년대 이후) 

기상 관측 기구 라디오존데를 통한 다양한 고도에서의 대기 온도 측정이 시작된 1950년대 이후 전세계에서 추정치를 구할 수 있게 되었다. 1978년 12월부터 시작된 인공위성의 마이크로파 음향 장치를 통해 대류권의 추정 온도의 데이터를 구할 수 있게 되었다.

여러 단체들이 대류권의 온도 변화를 분석하기 위해 위성 데이터를 분석하였다. 앨라베마 헌츠빌 대학의 UAH 인공위성 온도 데이터셋과 NASA가 자금을 후원한 민간 기업인 원격감지시스템(RSS) 사의 기록 모두 온도 상승 추세를 기록하였다. 앨라베마 대학 연구에서는 하부 대류권에서 1978년부터 2019년까지 10년당 0.130°C 상승하는 추세로 지속적으로 온도가 증가하였다고 추정하고 있다. 또한 RSS 사에서는 2011년 1월까지 10년당 0.148°C 상승하는 추세로 지속적으로 온도가 증가하였다고 추정하고 있다.

2004년 연구진들은 RSS 데이터 기록을 이용하여 10년당 +0.19°C 추세로 상승중이라고 발표하였다. 또한 비니코프 등 연구진들은 1978년부터 2005년까지 10년당 0.20°C 추세로 상승중이라고 발표하였다.

온도계 기록 (1850년대 이후) 

세부적인 온도 기록은 체계적인 온도계를 이용해 기온 측정을 시작한 1850년 이후로 시작된다.

나이테 및 아이스 코어 기록 (1,000-2,000년 전) 

체계적 측정 이전의 온도 기록을 재구성하는 데에는 프록시(간접) 측정 기록을 이용한다. 나무 나이테의 너비, 산호 성장 비율, 아이스 코어의 동위원소 비율 변화, 해양 및 호수 퇴적물, 동굴 내 퇴적물, 화석, 시추공 온도, 빙하 길이 기록 등은 기후 변동과 관련이 있다. 이를 통해 북반구에서는 지난 2,000년간의 온도기록을 재구성하였으며 남반구 및 열대지역은 이보다 더 짧은 범위의 기간의 온도기록을 재구성하였다.

이러한 간접적인 온도 기록은 희박하며 더군다나 온도 외에도 더 빠른 변동에 간접적 기록은 더 민감하다. 예를 들어 나이테, 아이스 코어, 산호 등은 년 단위 척도에서 성장폭에 변화가 민감하지만 시추공 재구성 기록은 열확산도에 의존하기 때문에 소규모 온도 변동은 잘 관측되지 않는다. 최선의 간접 관측 기록조차 최악의 관측 온도 기록보다 그 양이 훨씬 적기 때문에 재구성한 온도 결과의 공간적, 시간적 분해능은 매우 낮다. 측정된 간접 기록을 온도나 강수량 등 관심 있는 변수와 연관짓는 것은 꽤나 자명하지 않은 일이다. 이 때는 비슷한 기간과 지역을 포함하는 서로 다른 보완적인 간접 기록의 데이터를 모아 조정하여 최종적인 재구성 온도 기록으로 만든다.

간접 기록을 통한 온도 재구성은 2,000년 전까지를 구현하였으나 실제로 고품질의 독립적인 데이터셋을 이용한 재구성은 1,000년 전까지가 세밀하며 재구성 기록을 통한 결과는 다음과 같다.
 지난 25년간의 평균 표면 온도 기록은 서기 1600년 이후, 어쩌면 서기 900년 이후 그 어느때보다도 가장 높다.
 1700년대를 중심으로 소빙기가 있었다.
 서기 1000년대를 중심으로 중세 온난기가 있었던 것으로 추정되나 정확한 시기 및 그 규모가 불확실하며 지역에 따른 편차가 높다.

간접적 역사 프록시 기록 
자연을 통한 기록 뿐 아니라 인간이 기록한 나무의 굵기 변화 목록과 같은 수치적 기록을 통해 기후 변동을 추론할 수 있다. 온도 재구성에 사용할 수 있는 이런 역사 기록에는 템즈강의 언 강 위 스케이트 축제 기록, 풍작 및 흉작 기록, 봄의 꽃의 개화나 양의 분만 기록, 비와 눈 및 특이한 홍수나 가뭄 기록 등이 있다. 이런 기록은 역사 시기 온도를 추론하는 데 사용할 수 있지만 자연의 간접 기록보다는 정성적으로만 바라보는 데 사용된다.

최근의 기록 분석에 따르면 아이슬란드와 티베트 사이 지역에서 기원전 2200년에서 2100년 사이 갑작스럽고 짧은 기간의 기후 변화가 일어났으며, 일부 증거에서는 전세계적으로 기후 변화가 일어났다고 추정된다. 기후 변화 결과 온도가 급격히 낮아지고 강수량이 줄어들었으며 이집트 고왕국이 붕괴되는 데 큰 원인이 된 것으로 추정된다.

고기후 기록 (12,000년 전-현재) 

지구의 역사에서 과거의 온도 기록에 대한 많은 추정이 이루어졌다. 고기후학의 연구에는 고대 온도 기록의 연구도 포함된다. 이 문서에서는 최근의 기온 분포를 지향하고 있기 때문에 플라이스토세 빙하 후퇴 이후의 사건에 초점을 맞추고 있다. 홀로세 시기 10,000년은 북반구의 영거 드라이아이스기 천년 냉각기가 끝난 이후의 대부분을 차지한다. 홀로세 최적기는 20세기 평균보다 따뜻하긴 하나 영거 드라이아이스기 시작 이래로 수많은 지역적 변화가 일어났다.

아이스 코어 기록 (80만년 전-현재) 

고기후 기록보다 더 긴 기록은 극히 소수만 존재한다. 남극의 EPICA 아이스 코어 기록은 80만년 전 기록까지 있으며, 기타 비슷한 아이스 코어 기록은 10만년 전 기록까지 남아 있다. EPICA에는 총 8번의 빙하기/간빙기 주기가 존재한다. 그린란드의 NGRIP 기록은 10만년 전까지 있으며, 5천년 전의 에미안 간빙기도 드러나 있다. 아이스 코어는 장기간의 규모에서는 명확한 방향성이 드러나지만 세부 사항을 해석하고 동위원소 비율 변화를 온도 변화와 연관짓는데에는 아직 여러 문제가 있다.

지질학적 기록 (100만년 전-현재) 

더 긴 시간 척도에서는 침전물 코어를 이용하여 빙하기와 간빙기 주기가 약 4천만년 전 남극 대륙의 빙하화가 시작된 이후 장기간에 걸친 빙하기 진입의 일부분임을 보여줌을 확인할 수 있다. 빙하기의 심화기와 이에 따르는 빙기-간빙기 주기는 대체로 북반구의 빙붕 성장과 함께 약 3백만년 전부터 시작되었다. 이러한 종류의 지구 기후의 점진적인 변화는 지구의 지난 4억 5천만년 간 빈번하게 일어났으며 대부분의 경우 대륙과 해양 구성의 변화에 기반한다.

같이 보기 
 지구 온난화
 기후 변화

각주

외부 링크 
 Global average temperature for the last 150 years and discussion of trends
 Preliminary data from the last 2000 years
 Temperature data Climatic Research Unit, University of East Anglia, Norwich, UK. Philip D. Jones and other.
 Hadley Centre: Global temperature data
 NASA's Goddard Institute for Space Studies (GISS) — Global Temperature Trends.
 Surface Temperature Reconstructions for the last 2,000 Years

기후의 역사
기후 변화
온도