Een nieuwe blik op een oud millennium
Door Michael E. Mann, vertaling Ben LankampReconstructies van temperatuurvariaties in het afgelopen millennium zijn een veel besproken onderwerp in de discussie over het versterkte broeikaseffect. Ondanks de duidelijke controversie om deze constructies, is de basisconclusie – dat de mondiale en regionale opwarming van de afgelopen paar decennia abnormaal lijkt in een erg lange-termijn context – opvallend goed overeind blijven staan in de vele studies.
Dit wil niet zeggen dat alle schattingen in de details overeenstemmen. Inderdaad, er is een aardige hoeveelheid ruis tussen de verschillende gepubliceerde schattingen. Sommige van deze verschillen zouden mogelijk de verschillen in seizoengevoeligheid en ruimtelijke nadruk reflecteren. Bijvoorbeeld afgelopen zomer lijken de extratropische temperatuurveranderingen behoorlijk af te wijken van de jaarlijkse temperatuurveranderingen over het gehele (tropische en extratropische) noordelijk halfrond. De tropische Grote Oceaan oppervlaktewater temperaturen lijken tegenovergesteld gevarieerd te hebben ten opzichte van de extratropische regionen van de aarde.
Sommige van de afwijkingen in de reconstructies lijken gerelateerd te zijn aan de gebruikte methode om de proxygegevens te calibreren aan de meetgegevens. Hoewel de verschillende methoden getest kunnen worden met simulaties door klimaatmodellen, zou het meer bevredigend zijn als de onzekerheden op een manier zouden kunnen worden vergaard die ingewikkelde calibratie in zijn geheel zou kunnen omzeilen, plus nog de eventuele seizoengevoeligheid in de proxygegevens zou kunnen elimineren.
Dit is wat Osborn en Briffa hebben gedaan in hun artikel “De ruimtelijke omvang van de warmte in de 20ste eeuw in de context van de afgelopen 1200 jaar”, die op 10 februari verschijnt in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Het artikel hanteert een rigoreuze statistische methodologie om de vraag of de warmte in de late 20ste eeuw abnormaal is in de context van de laatste 1200 jaar, opnieuw te bestuderen. Dit is op een manier gedaan die de expliciete calibratie van proxygegevens onnodig maakt. In essentie hebben de auteurs het vraagstuk uit een artikel van Willie Soon en Sallie Baliunas (2003) geherformuleerd. Zij onderzochten in hun artikel of vorige proxygegevens eerdere intervallen van warmte met dezelfde wijdverspreide schaal als de warmte in de 20ste eeuw konden aantonen. Het artikel van Soon en Baliunas is hevig bekritiseerd in de wetenschappelijke literatuur (o.a. Mann et al, 2003) onder andere omdat het geen onderscheid maakt tussen proxygegevens van temperatuur en droogte of neerslag, en omdat ze geen rekening hielden met de mogelijkheid dat temperatuurafwijkingen in verschillende gebieden mogelijk niet gelijktijdig waren.
Osborn en Briffa, echter, hebben deze kwesties zorgvuldig behandeld. Zij hebben enkel de proxygegevens gebruikt die een sterkte statistische overeenkomst vertonen met de moderne instrumentale temperatuurgegevens, en de gegevens die van danige temporale resolutie waren dat het mogelijk was om gegevens van verschillende locaties met elkaar vergeleken konden worden op een chronologisch consistente manier. Vervolgens standaardiseerden zij de gegevens en zochten naar bewijs van simultane relatieve afwijkingsrichtingen die in dezelfde richting wezen (m.a.w. “warm” of “koud”) met behulp van geschikte vooraf ingestelde drempelwaarden voor het definiëren van een significante gebeurtenis (ze hebben zowel één als twee standaardafwijkingen geprobeerd). Er is een belangrijk verschil tussen deze zorgvuldige statistische aanpak en de selectieve ‘kersenplukkerij’ die vaak gehanteerd wordt door tegenwerkende commentatoren om het beschikbare bewijsmateriaal te mispresenteren. Het is bijvoorbeeld mogelijk om bewijs te vinden voor een significante warmte of significante koelte over letterlijk elke interval van een eeuw in tenminste een van de 14 gegevensreeksen die door Osborn en Briffa is gebruikt. Echter dit op zichzelf zegt bijzonder weinig. Wat van belang is, echter, is de vraag of intervallen van meerdere eeuwen gevonden kunnen worden waarin warmte of koude gebeurtenissen geclusterd voorkomen.
Osborn en Briffa gebruiken Monte Carlo simulaties om de nulhypothese te testen dat een bepaald aantal simultane “warme” of “koude” gebeurtenissen tussen 14 zulke onafhankelijke gegevensreeksen uit alleen kans gelijktijdig tevoorschijn komt. Daar waar ze in staat zijn om deze nulhypothese te verwerpen, concluderen zij dat er bewijs is voor grootschalige warmte of koelte, om vervolgens de ruimtelijke omvang te bepalen. Ze stellen ook vast dat hun resultaten robuust zijn met respect tot de eliminatie van enig individueel gegeven, en dat de hoofdzakelijke conclusies onafhankelijk zijn van de gekozen basisperiode (m.a.w. of ze nu de volldige interval 800-1995 gebruiken of enkel het moderne interval 1856-1995 die overlapt met de instrumentele gegevens).
Figuur 1 (uit Osborn en Briffa, 2006). Fracties van de beschikbare gegevens in elk jaar die genormaliseerde wwaarden hebben van > 0 (rode lijn), > 1 (lichtrode arcering), > 2 (donkerrode arcering), < 0 (blauwe lijn), < -1 (lichtblauwe arcering) en < -2 (donkerblauwe arcering), met de laatste drie reeksen vermenigvuldigd met -1 voor de weergave. De reeksen zijn weergegeven tussen 800 en 1995 en zijn gefilterd om variaties met een tijdschaal van minder dan 20 jaar te verwijderen.
Hoewel sommige van de waarschuwingen bij eerdere studies ook op deze studie van toepassing zijn (bijvoorbeeld, de auteurs gebruiken enkel 14 reeksen proxygegevens), de auteurs proberen ze wel te behandelen. Bijvoorbeeld, ze tonen aan dat de moderne instrumentele meetreeks gemiddeld over enkel 14 locaties de temperatuurvariaties over het gehele noordelijk halfrond in de beschikbare periode (circa 150 jaar) bijzonder goed weet te vangen. De auteurs onderzoeken ook het verschil tussen het aantal van significante warme en koude gebeurtenissen in de tijd, en dit vertelt een soortgelijk verhaal. In elk geval vinden de auteurs dat de meest wijdverspreide warme periode, veruit, gedurende het midden en laatste deel van de 20ste eeuw voorkwam. De conclusie is niet bepaald verrassend, aangezien vrijwel alle collegiaal getoetste studies in het afgelopen decennium vinden dat de warmte in de laat 20ste eeuw abnormaal is in de context van een millennium of nog langere periode. Inderdaad, de curve die zij produceren (figuur 1) – met een gematigde negatieve trend over het grootste deel van het afgelopen millennium – lijkt een redelijke overeenkomst te vertonen met een populair instrument in een Olympische sport. Maar we dwalen af…
Het is niet zozeer de conclusie, maar de aanpak die de auteurs hebben gebruikt om tot hun conclusie te komen, die zeer belangrijk is in deze nieuwe studie. De auteurs maken gebruik van een zeer ongecompliceerde analyse van klimaat-proxygegevens, daarbij de uiterst technische en soms mysterieuze kwesties van statistische calibratie en methodologie omzeilend, die door velen aangehaald worden om de abnormaliteit van de recente wijdverspreide warmte in de context van enkele honderden jaren in twijfel te trekken. Deze studie voegt toe aan de berg aan bewijsmateriaal dat zulke warmte inderdaad abnormaal is in de context van zeker een millennium. We betwijfelen dat deze, of om het even enige andere studie de groeiende kleine maar voortdurende luidruchtige groep van tegenwerpers die de conclusie betwisten, tot stilte zal manen. Maar wij willen hen in herinnering brengen dat paleo-klimatologisch bewijsmateriaal slechts een klein onderdeel is van de vele onafhankelijke lijnen van bewijs die indiceren dat menselijke activiteit een vooraanstaande rol heeft in moderne klimaatverandering. Als de enige lijn van bewijs die onderhevig blijft aan geschil, die is van de geschatte millenniale temperatuurhistories, dan is de zaak voor ontkenning inderdaad erg zwak.
Dit artikel is oorspronkelijk verschenen op 9 februari op de website RealClimate, www.realclimate.org.