工业革命前的10000年里，地球的全球气温是不断升高，还是有所降低？这还真是个问题。
联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change）最近要求，在他们的年度报告中绘制一幅图表，以显示全球气温在过去10000年间的变化趋势。据美国威斯康星大学麦迪逊分校的官方网站报道，该校气候研究中心教授刘征宇听到这个消息时的第一反应是——这下可麻烦了。
刘征宇和他的学生、同在威斯康星大学麦迪逊分校的朱江，与来自世界各地的其他一些科学家合作，一直在利用物理学模型来模拟气候变化。8月11日，他们在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上发表了一篇研究论文，描述了他们所用的3种气候模式得出了一致的趋势：在所谓的全新世（Holocene），也就是我们当前所处的地质年代，全球气温一直在上升。
然而，这一结论与美国俄勒冈州立大学的肖恩·马考特（Shaun Marcott）2013年在《科学》杂志上发表的另外一项研究相矛盾。那项研究调查了其他科学家从全球73处地点采集的冰芯及浮游生物沉积物等样本，收集了从中分析得出的温度数据。由此得出的结论是，全球从大约7000年前开始进入了一段降温期，直到工业革命人类开始大规模影响气候变化。
“研究气候变化最主要的手段有两种：一是对气候变量，比如温度，进行直接或者间接的观测；二就是利用全球气候模式，对气候变量进行数值模拟。”朱江在接受果壳网采访时说，“我们的研究团队首次系统地提出，这两种手段对全新世全球温度变化趋势得出的结论截然相反：气候代用资料表明全球平均温度降低了约0.5℃；气候模式结果表明温度升高了约0.5℃。”
“现在，我们遇到了一个顽固的矛盾，”在校方发布的新闻稿中，刘征宇表示，“观测数据显示全球在变冷。物理模型却显示全球在升温。”
这些科学家把这个问题称为“全新世温度变化之谜”（the Holocene temperature conundrum），这也是他们在《美国国家科学院院刊》上发表的那篇论文的标题。
气候代用资料
“全球气温的可靠测量始于1856 年，而高覆盖的卫星观测仅始于1978年。”朱江对果壳网解释说，“对于更早的温度变化，我们只能利用一些环境记录来反演，比如树木年轮（tree ring），冰芯（ice core）和珊瑚（coral）中的稀有同位素，海洋沉积物中浮游性有孔虫（Planktonic foraminiferal）外壳的钙镁比值，以及海洋沉积物中长链烯酮（Alkenone）的不饱和度等等。这些资料称为‘代用资料’，因为在某种程度上，我们可以利用它们间接推测出温度变化的趋势。”
“不难想象，气候代用资料有很大的不确定性。”朱江表示，“以浮游性有孔虫外壳的钙镁比值为例，这个比值常被用来反演海表温度。实际上，钙镁比值除了和有孔虫生长时的环境海水温度密切相关，还与海水盐度以及碳酸离子浓度有关。此外，我们反演出的海水温度，更多地代表了浮游性有孔虫生长季节的海水温度，而并不是严格意义上的年平均温度。”
在2013年发表在《科学》杂志上的那项研究中，马考特等人调查了其他科学家从全球73处地点采集的冰芯、浮游生物沉积物等样本，并收集了从中分析得出的数据。但是，他们收集的数据有时候相互矛盾，特别是在北半球。
由于解释这些代用资料非常复杂，刘征宇及其同事相信，它们或许无法恰当地提供一个全局图景。举例来说，从夏季沉积的岩芯中采集的生物样本，与同一个地点在冬季沉积的岩芯中采集的样本，或许就会存在差异。这是去年那项研究的作者都承认的一个局限性。