Η αποκαλούμενη παλαιό-κλιματολογία είναι κλάδος την Κλιματολογίας ο οποίος ερευνά τις δυνατότητες δημιουργίας αρχείων κλιματολογικών δεδομένων από την ανάλυση ιστορικών αρχείων ή από τη μελέτη των φυσικών καταγραφέων της μεταβλητότητας του κλίματος. (π.χ. δακτυλίους των δέντρων, πυρήνες παγετώνων, κοράλλια κλπ).
Τα δεδομένα τα οποία προκύπτουν από παλαιό - κλιματολογικές προσεγγίσεις ονομάζονται προσεγγιστικά Κλιματολογικά Δεδομένα (Proxy Climatic Data).
Η Ελλάδα είναι η χώρα, η οποία κατέχει τις παλαιότερες μετεωρολογικές παρατηρήσεις και αρκετοί Έλληνες φιλόσοφοι, κατά την μαρτυρία του Θεόφραστου, εκτελούσαν από τον 5ο αιώνα π.Χ. συστηματικές παρατηρήσεις ατμοσφαιρικών φαινομένων σε διαφορετικές περιοχές της χώρας με τις οποίες αναγνωρίζεται ο κλιματικός χαρακτήρας της εποχής εκείνης.
Με τις παρατηρήσεις αυτές οι πρόγονοί μας, συνέτασσαν ειδικά ημερολόγια που λεγόντουσαν "Παραπήγματα" τα οποία αναρτούσαν στην αγορά και αποσπάσματα των οποίων έχουν διασωθεί στις πραγματείες: "Εισαγωγή στα φαινόμενα" του Γεμίνου, "Φάσεις των Απλανών" του Πτολεμαίου, "Διοσημεία" του Αράτου κλπ. Η δημιουργία ενός αρχείου κλιματολογικών φαινομένων μετά από μελέτη των ιστορικών περιγραφικών στοιχείων που περιέχονται στις προαναφερόμενες πραγματείες θα μας παρείχε χρήσιμα συμπεράσματα για τις συνθήκες που επικρατούσαν εκείνες τις εποχές.
Σχήμα 1
Ένα άλλο χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η εργασία του Bradley (1990) ο οποίος χρησιμοποιώντας ιστορικά στοιχεία σχετικά με την καλλιέργεια της αμπέλου, από τα ημερολόγια των οινοπαραγωγών της περιοχής του Παρισιού για τη περίοδο 1370-1879, δημιούργησε μια κλιματολογία των θερμοκρασιών για τους μήνες Απρίλιο μέχρι Σεπτέμβριο (σχήμα 1)
Τις τελευταίες δεκαετίες, μετά την ανακάλυψη της χρονολόγησης μέσω ραδιοϊσοτόπων, ο άνθρωπος έχει μελετήσει τους φυσικούς καταγραφείς του κλίματος όπως οι παγετώνες, οι δακτύλιοι των δένδρων και τα κοράλλια.
Παγετώνες
Σχήμα 2
Ένα από τα συστατικά στοιχεία της ατμόσφαιρας είναι το στοιχείο deuterium η περιεκτικότητα του οποίου στην ατμόσφαιρα είναι ανάλογη με την θερμοκρασία του περιβάλλοντος.
Μια ψύξη 1 οC στον ατμοσφαιρικό αέρα έχει σαν αποτέλεσμα την μείωση του deuterium στην ατμόσφαιρας κατά 9 μέρη / το εκατομμύριο. Η περιεκτικότητα του deuterium στις φυσαλίδες του ατμοσφαιρικού αέρα που βρίσκονται εγκλωβισμένες στους παγετώνες μας υποδεικνύει τις μεταβολές της θερμοκρασίας στις περιοχές αυτές.
Με ταυτόχρονη ραδιομετρική χρονολόγηση των ισοτόπων του οξυγόνου μπορούμε να τοποθετήσουμε τα προσεγγιστικά θερμοκρασιακά στοιχεία στη χρονική περίοδο που ανήκουν, καθώς επίσης να τα συσχετίσουμε με τη περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε CO2 (διοξείδιο του άνθρακα) την οποία εντοπίζουμε στις ίδιες φυσαλίδες του ατμοσφαιρικού αέρα.
Σχήμα 3
Το ερευνητικό κέντρο Vostok της Ανταρκτικής (σχήματα 2,3) μελετά τις τελευταίες δεκαετίες φυσαλίδες ατμοσφαιρικού αέρα που περιέχονται σε δείγματα πάγου από διαφορετικά στρώματα του παγετώνα και κατέληξε σε προσεγγιστικές μετρήσεις της συγκέντρωσης του CO2 (διοξειδίου του άνθρακα) στην ατμόσφαιρα καθώς και στις αντίστοιχες θερμοκρασίες για τα τελευταία 160.000 χρόνια (σχήμα 4).
Η ανάλυση αυτή μας δείχνει ότι κατά την διάρκεια αυτής της περιόδου, που είναι σύντομη για την ιστορία της γης αλλά πολύ μακρά για την ανθρώπινη ιστορία, η περιεκτικότητα του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα κυμάνθηκε από 180 σε 290 μέρη το εκατομμύριο (parts per million, ppm) και ότι η θερμοκρασία κυμάνθηκε σε ένα εύρος 9 με 10 oC, σε σχεδόν τέλεια περιοδικότητα με την άνοδο και πτώση των συγκεντρώσεων διοξειδίου του άνθρακα.
Το διοξείδιο του άνθρακα θεωρείται το κύριο αέριο του θερμοκηπίου δηλαδή ο κυριότερος ρυθμιστής της θερμοκρασίας της γης.
Σχήμα 4
Δακτυλίοι Δέντρων
Η συσχέτιση του ρυθμού ανάπτυξης των δακτυλίων των δέντρων (σχήμα 5) με δεδομένα θερμοκρασίας και βροχόπτωσης που καταγράφηκαν την ίδια χρονική περίοδο και στην συγκεκριμένη περιοχή, μας επιτρέπει να συσχετίσουμε τον ρυθμό ανάπτυξης των δακτυλίων των δέντρων παλαιότερων εποχών με τα αντίστοιχα θερμοκρασιακά επίπεδα που επικρατούσαν στις περιοχές αυτές.
Σχήμα 5
Κοράλλια
Τα κοράλλια (σχήμα 6) αναπτύσσονται με βάση το ανθρακικό ασβέστιο το οποίο το εξάγουν από τη θάλασσα. Το ανθρακικό ασβέστιο περιέχει οξυγόνο και ισότοπα του οξυγόνου καθώς και ίχνη διαφόρων μετάλλων, που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας του νερού στο οποίο αναπτύχθηκαν τα κοράλλια.
Σχήμα 6