Mit: Gwałtowny wzrost temperatur to efekt błędu w obliczeniach

"Krzywe hokejowe, zarówno w raporcie, jak i w działaniach politycznych Ala Gore'a, a także wielu rządów (np. rząd Kanady rozesłał je wszystkim obywatelom) są jednym z koronnych dowodów na antropogeniczne - tj. wywołane przez człowieka - ocieplenie klimatu. Krzywe te, o czym wiemy od lat, są otrzymane w drodze "zadziwiająco" popełnionych błędów matematycznych w analizie danych (...)" (prof. Łukasz Turski)

Od publikacji pracy, w której pojawił się słynny wykres przypominający kij hokejowy (rok 1998) przeprowadzono liczne badania danych proxy z wielu różnych źródeł, w tym koralowców, stalagmitów, słoi drzew, odwiertów i rdzeni lodowych. Wszystkie potwierdzają początkowy wniosek: XX wiek był najcieplejszy od 1000 lat, a najbardziej dramatyczne ocieplenie wystąpiło po 1920 roku.

Zdjęcie przedstawia dwoje naukowców w czerwonych kurtkach, zabezpieczających zamknięty w specjalnym pojemniku podłużny rdzeń lodowy. W tle lodowy krajobraz.

Naukowcy pakujący wydobyty właśnie rdzeń lodowy. Zdjęcie: Lora Koenig, NASA/GSFC.

Mianem „kija hokejowego” określa się rekonstrukcję dawnych temperatur na przestrzeni 1000 albo 2000 lat wykonaną przy użyciu analiz pierścieni przyrostu drzew, rdzeni lodowych, koralowców i innych śladów, które pośrednio wskazują temperaturę, tzw. proxy (Mann 1999). Odkryto, że przez ostatnie tysiąclecie świat stopniowo się ochładzał, po czym w XX wieku nastąpił nagły zwrot – średnie globalne temperatury zaczęły szybko rosnąć (kształt wykresu przypomina więc kij hokejowy). Główny wniosek jest taki, że globalne temperatury z ostatnich dekad były najwyższe w ciągu ostatniego 1000 lat.

Zmiany temperatury na półkuli północnej

Rysunek 1: Zmiany temperatury na półkuli północnej (niebieskie) oszacowane na podstawie wielu różnorodnych danych pośrednich (Mann 1999). Bezpośrednie pomiarowy instrumentalne w kolorze czerwonym. Widoczna duża niepewność (szary obszar) w miarę cofania się w przeszłość.

W 2004 roku opublikowano krytykę ‘kija hokejowego’ (McIntyre 2004), bazującą na argumencie, że jego kształt jest nieuchronnym wynikiem zastosowanych metod statystycznych (analiza składowych głównych). Twierdzono też, że wartości temperatury w XV wieku oszacowano na podstawie próbki z jednej sosny, oraz że wzrost temperatur w XX wieku nie jest statystycznie istotny.

Celem sprawdzenia tych podejrzeń w amerykańskim Narodowym Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR) przeprowadzono niezależną ocenę rekonstrukcji Manna (Wahl 2007). Odtworzono temperatury z zastosowaniem różnorodnych metod statystycznych (z analizą składowych głównych oraz bez niej). W wynikach otrzymano nieznacznie różne temperatury początku XV stulecia. Najważniejsze wnioski z oryginalnej pracy zostały jednak potwierdzone – wartości średnich temperatur i ich wzrost obserwowany w ciągu kilku ostatnich dekad nie miały sobie równych w ciągu ostatnich 600 lat.

Porównanie rekonstrukcji średnich temperatur

Rysunek 2: Porównanie oryginalnego wykresu (niebieski - MBH1998) z rekonstrukcją Wahla i Ammana (czerwony). Bezpośrednie pomiary zmian średniej temperatury powierzchni Ziemi pokazane na czarno (Wahl 2007).

Chociaż w mediach i Internecie wciąż przewija się krytyka wczesnych prac Manna o danych pośrednich (proxy), badania paleoklimatologiczne zdążyły w międzyczasie pójść mocno do przodu. Od 1999 roku ukazało się wiele niezależnych rekonstrukcji dawnych temperatur wykonywanych przy użyciu różnych danych proxy i różnych metod. Wszystkie prowadzą do tych samych wniosków – ostatnie dekady są najcieplejszymi od co najmniej 500 do 2000 lat (w zależności od zakresu czasowego badań).

Metody określania temperatur historycznych

Do oszacowania średnich temperatur z przeszłości i sprawdzenia tezy autorów „kija hokejowego” naukowcy wykorzystali szereg wyrafinowanych metod. Zmiany w temperaturze powierzchni wywołują pod ziemią fale cieplne, które ogrzewają albo chłodzą podziemne skały. Żeby prześledzić te zmiany, przeanalizowano pomiary z ponad 350 odwiertów w Ameryce Północnej, Europie, Afryce Południowej i Australii (Huang 2000). Chociaż rekonstrukcje z wierceń nie są w stanie oddać krótkookresowej zmienności a jedynie trendy w skali stuleci, to wynika z nich, że XX wiek był najcieplejszym z pięciu ostatnich stuleci. Miał również najsilniejszą tendencją wzrostu temperatury.

Rekonstrukcja temperatur z wierceń

Rysunek 3: Zmiany średniej temperatury powierzchni Ziemi w ciągu ostatnich 500 lat na podstawie wierceń (gruba czerwona linia). Cieniowanie oznacza niepewność. Niebieska linia to 5-letnia średnia ruchoma z temperatury powietrza przy powierzchni według HadCRUT (Huang 2000).

Do szczegółowych szacunków dotyczących temperatur najlepiej nadają się stalagmity powstające z wód gruntowych wewnątrz jaskiń. Są w nich widoczne pierścienie rocznych przyrostów, a grubość ich warstw może służyć jako pośredni wskaźnik temperatury. Rekonstrukcja temperatury północnej półkuli ze stalagmitów wykazuje, że pomimo znacznego zakresu niepewności (szary obszar), temperatura późnego XX wieku przekracza maksymalne oszacowania dla ostatnich 500 lat (Smith 2006).

Rekonstrukcje temperatur ze stalagnitów

Rysunek 4: Rekonstrukcja rocznych temperatur na półkuli północnej ze stalagmitów z zaznaczonym zakresem 2 błędów standardowych (zacieniony obszar) (Smith 2006).

Jako proxy dla temperatury mogą być także użyte historyczne zapisy długości lodowców. Im dawniej, tym mniej lodowców obserwowano, więc odpowiednio wzrasta niepewność. Tak czy inaczej, temperatury ostatnich dekad przekraczają maksimum zakresu niepewności z ostatnich 400 lat (Oerlemans 2005).

Temperatury z pomiarów lodowców

Rysunek 5: Średnia globalna temperatura obliczona na podstawie zasięgu lodowców. Czerwone pionowe linie oznaczają niepewność.

Oczywiście te przykłady obejmują tylko około 500 lat - nie sięgają czasu Średniowiecznego Ocieplenia. Połączenie wszystkich proxy, w tym rdzeni lodowych, koralowców, osadów dennych, lodowców, odwiertów i stalagmitów, pozwala odtworzyć temperatury półkuli północnej (w ogóle bez wykorzystywania tak krytykowanych przez sceptyków słojów drzew) na 1300 lat wstecz (Mann 2008). Okazuje się, że temperatury w ostatnich dekadach przewyższają maksymalne szacunki temperatur (z zakresem niepewności) tych 1300 lat. Po dołączeniu danych z pierścieni drzew, wynik jest taki sam.

Rekonstrukcja temperatur na półkuli północnej

Rysunek 6: Rekonstrukcje temperatur lądów oraz lądów wraz z oceanami półkuli północnej z wyznaczonym 95% zakresem pewności (Mann 2008).

Paleoklimatologia wykorzystuje wiele rodzajów danych i metod w celu obliczenia historycznych temperatur. Pozwala to na niezależne potwierdzenie podstawowego wniosku płynącego z pierwotnych badań Manna i jego „kija hokejowego”: kilka ostatnich dekad było najcieplejszymi w ciągu ostatnich 1300 lat.

Przeprowadzone ostatnio badania (m.in. Marcott 2013), obejmujące cały Holocen (obecny ciepły okres międzylodowcowy), potwierdzają wcześniejsze analizy, pokazując przy okazji skalę obecnych zmian w kontekście zmian w ostatnich 11,5 tysiąca lat.

Zmiany temperatur w holocenie

Rysunek 7. Zmiany temperatury powierzchni Ziemi w ostatnich 11,5 tys. lat. (Marcott 2013).

Skeptical Science, tłumaczenie: Marcin Popkiewicz

opieka merytoryczna: prof. Szymon Malinowski

Materiały dodatkowe:

Opublikowano: 2013-08-05 10:56
Tagi

globalne ocieplenie mit o klimacie paleoklimatologia

Fundacja UW
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.