根据对超过5000万年前的可比暖期的最新模拟，未来响应于不断捕集的二氧化碳气体累积，地球变暖的速率可能会增加。
密歇根大学和亚利桑那大学的研究人员使用最先进的气候模型首次成功地模拟了始新世初期的极端变暖，这被认为是地球未来气候的模拟。
研究人员在定于9月18日发表在《科学进展》杂志上的一篇论文中报告说，他们发现，随着二氧化碳水平的升高，升温速率急剧增加，这一发现对地球的未来气候具有深远的影响。
证明这一结果的另一种方式是，随着地球变暖，始新世的气候对额外的二氧化碳变得越来越敏感。
密歇根大学地球与环境科学系的博士后研究员，第一作者姜竹说：“我们对气候的敏感性与二氧化碳水平的增加一样快感到惊讶。”
“这是一个令人震惊的发现，因为它表明未来对二氧化碳增加的温度响应可能大于现在对相同CO2增加的响应。这对我们来说不是一个好消息。”
研究人员确定，他们观察到的气候敏感性的大幅提高(这是之前使用相似量的二氧化碳模拟早期始新世的尝试所没有发现的)，可能是由于他们所使用的气候模型中云过程的表示有所改善，社区地球系统模型版本1.2或CESM1.2。
预计全球变暖将改变地球大气层中云的分布和类型，并且云可对气候产生变暖和变冷的影响。在他们对始新世的模拟中，Zhu和他的同事发现云层覆盖和不透明度的降低会放大由CO2引起的变暖。
研究人员说，如今在始新世模拟中，增加气候敏感性的相同云过程也很活跃。
“我们的研究结果强调小规模的云计算进程在确定大尺度气候变化中的作用，并提出在未来气候变暖的敏感性可能增加，” UM古气候研究人员克里斯托弗·波尔森的的合着者说，科学的进步纸。
该论文的第三作者，亚利桑那大学的杰西卡·蒂尔尼说：“我们推断始新世的敏感性确实很高，尽管气候敏感性在我们的一生中不可能达到始新世的水平。”
始新世(大约4800万到5600万年前)是过去6600万年中最温暖的时期。它始于古新世-始新世的热最大值，被称为PETM，这是几次短暂的强烈高温事件中最严重的一次。
始新世早期是大气二氧化碳浓度升高且地表温度平均比今天平均升高至少14摄氏度(25华氏度)的时期。而且，赤道和极点之间的温度差要小得多。
地质证据表明，在始新世早期，大气中的二氧化碳含量达到了百万分之1,000，是目前412 ppm的两倍多。根据气候科学家的说法，如果不采取任何措施来限制化石燃料燃烧所产生的碳排放，那么到2100年，CO2的水平将再次达到1,000 ppm。
到目前为止，仅依靠大气中的CO2水平，气候模型还无法模拟早期始新世的极端地表温度，包括PETM的突然和剧烈的温度峰值。UM的地球与环境科学系教授，自然科学副院长Poulsen说，需要对模型进行未经证实的更改才能使数字起作用。
他说：“几十年来，这些模型一直低估了这些温度，而社区长期以来一直认为问题出在地质数据上，或者存在尚未被认识到的变暖机制。”
但是CESM1.2模型能够模拟地质记录中的温暖条件和低赤道至极点的温度梯度。
蒂尔尼说：“气候模型首次与开箱即用的地质证据相匹配，也就是说，无需对模型进行任何故意的调整。这对我们了解过去的温暖气候是一个突破。”
CESM1.2是政府间气候变化专门委员会于2014年完成的权威性《第五次评估报告》中使用的气候模型之一。该模型具有令人满意地模拟始新世早期变暖的能力，为CESM1.2对未来变暖的预测提供了有力的支持。 ，这通过称为平衡气候敏感性的关键气候参数来表示。
术语“平衡气候敏感性”指的是全球温度的长期变化，这是由于二氧化碳水平持续持续翻倍(持续数百至数千年)而导致的，而二氧化碳水平超过了工业化之前的285 ppm。气候科学家之间的共识是ECS可能介于1.5 C和4.5 C(2.7 F-8.1 F)之间。
CESM1.2中的平衡气候敏感度接近该共识范围的上限，即4.2 C(7.7 F)。在UM-带领的研究的始新世早期仿真显示出增加平衡气候敏感性与变暖，这表明超过6.6 C(11.9 F)，比现今值大得多的始新世灵敏度。