STANOWISKO NAUKI

Rekonstrukcje temperatury oparte o słoje drzew do lat 60. XX wieku dobrze pasują do historycznych pomiarów temperatury i nie tylko.

W ostatnich dekadach wzrost słojów drzew zwolnił, szczególnie na wysokich szerokościach geograficznych półkuli północnej. Jest to zjawisko zupełnie bez precedensu we wcześniejszej historii, występujące jedynie w ostatnich dekadach, co wskazuje na jego antropogeniczne korzenie (częstsze występowanie susz, zaburzenie cyklu azotowego, kwaśne deszcze, przytłumienie światła słonecznego przez zanieczyszczenia atmosferyczne).

MIT

W ostatnich dekadach rekonstrukcje temperatury na podstawie danych dendrologicznych rozjeżdżają się z wynikami pomiarów, co pokazuje, że rekonstrukcjom nie można wierzyć.

Rysunek 1: Pomiary słojów drzew są jednym ze sposobów określania dawnego klimatu. Zdjęcie: manfredrichter (pixabay.com)

Wzrost drzew zależy od temperatury. Wraz z nią zmienia się szerokość słojów drzew i ich gęstość. Pozwala to na wykorzystanie ich jako tak zwanych „proxy” temperatury, czyli wielkości, na podstawie której można wyznaczać średnie temperatury powietrza. Mierząc wzrost słojów w starych drzewach, naukowcy mogą rekonstruować temperatury na 1000 lat wstecz. Porównania z bezpośrednimi pomiarami temperatury prowadzonymi od 1880 roku, pokazują, że metoda jest bardzo dobra. Jednak w wysokich szerokościach geograficznych półkuli północnej, po roku 1960 sytuacja uległa zmianie – o ile temperatura szybko rośnie, to szerokość słojów drzew spada. Ta rozbieżność pomiędzy temperaturą a wzrostem drzew jest nazywana „problemem rozbieżności”.

Problem rozbieżności jest dyskutowany w literaturze naukowej już od połowy lat 90. XX wieku, gdy badacze spostrzegli, że drzewa na Alasce nie reagują na zmiany temperatury tak jak wcześniej (Jacoby 1995). Analiza ta została poszerzona w 1998 roku o ponad 300 zapisów słojów drzew z wielu lokalizacji z wysokich szerokości geograficznych na półkuli północnej. Od 1880 do 1960 roku korelacja pomiędzy instrumentalnymi pomiarami temperatury, a wzrostem drzew jest bardzo wysoka – w tym okresie drzewa są bardzo dobrym proxy dla klimatu (Briffa i inni, 1998). Jednak, w latach 60. XX w. korelacja się psuje. Wyraźnie widać, że nastąpiła znacząca, masowa zmiana w środowisku i wzroście drzew.

Rozbieżność między wzrostem drzew a temperaturą
Rysunek 2: Wygładzony wykres szerokości słojów drzew (linia przerywana) i ich gęstości (gruba linia ciągła), uśredniony po sieci stanowisk z tajgi i zestawiony ze średnimi zmianami temperatury na tym obszarze w okresie od kwietnia do września (cienka linia ciągła). Źródło Briffa i inni, 1998.

Czy coś takiego mogło mieć miejsce wcześniej? Innymi słowy, czy możemy polegać na wzroście słojów drzew jako na wiarygodnym proxy dla temperatury w historii? Aby zbadać, co działo się przed rozpoczęciem instrumentalnych pomiarów temperatury, przeanalizowano osobno zachowanie słojów drzew z półkuli północnej i południowej (Cook i inni 2004). Okazało się, że chociaż w drugiej połowie XX wieku próbki z północy wykazywały znaczną rozbieżność z temperaturą, próbki z południa pozostawały z nią skorelowane. W ramach tej samej pracy sięgnięto także dalej wstecz – aż do okresu Średniowiecznego Optimum Klimatycznego. Okazało się, że na przestrzeni ostatniego tysiąca lat drzewa na obu półkulach zachowywały się tak samo. Sugeruje to, że zachowanie drzew na półkuli północnej w drugiej połowie XX wieku jest czymś wyjątkowym i jest bardzo możliwe, że to nasze działania są tego przyczyną. Szczegółowy przegląd recenzowanej literatury naukowej analizującej tę kwestię można znaleźć w artykule „Problem rozbieżności w lasach Północy: przegląd dowodów zachowania słojów drzew i możliwe przyczyny” (D’Arrigo 2008), stwierdzającym m.in.:

  • Różnorodne badania stwierdziły, że spadek wzrostu słojów drzew na Alasce nastąpił w okresie spowodowanej ociepleniem suszy. Analiza zapisów temperatur i opadów pokazuje, że spadek wzrostu słojów był wyraźniejsze w cieplejszych, suchszych miejscach.
  • Analizy z Japonii i Bawarii sugerują, że odpowiedzialne są emisje tlenków siarki.
  • Ponieważ „problem rozbieżności” występuje powszechnie na wysokich szerokościach półkuli północnej, Briffa i inni, 1998 sugeruje się, że może istnieć wspólne wyjaśnienie dla wszystkich lokalizacji, prawdopodobnie związane z zanieczyszczeniami. Późniejsza analiza (Briffa i inni, 2004) jako możliwą przyczynę proponuje spadek koncentracji ozonu w stratosferze, ponieważ jest on powiązany ze wzrostem natężenia docierającego do powierzchni promieniowania ultrafioletowego (UV-B).
  • „Problem rozbieżności” jest powiązany z globalnym zaciemnieniem (spowodowanym zanieczyszczeniami powietrza spadkiem ilości docierającego do powierzchni światła słonecznego). Średnia ilość docierającego do powierzchni Ziemi promieniowania w okresie 1961-1990 spadła o 4-6%.

Istnieją dowody przyczyn rozbieżności zarówno w skali lokalnej i regionalnej (np. susze, emisja powodujących kwaśne deszcze tlenków siarki), jak i globalnej (np. globalne zaciemnienie). Jest bardzo możliwe, że „problem rozbieżności” jest splotem kilku różnych czynników, których wpływ jest zróżnicowany regionalne, a nawet lokalnie.

Temat „problemu rozbieżności” jest intensywnie dyskutowany w literaturze naukowej już od lat 90. XX wieku. Można o nim powiedzieć wiele rzeczy, ale na pewno nie to, że zajmujący się klimatem naukowcy próbowali go ukrywać (żeby przytoczyć choćby sławne oskarżenia o „ukrywaniu spadku” kierowane w stronę klimatologów przez sceptyków rozdmuchujących aferę Climategate).

Artykuł przeglądowy D’Arrigo 2008 i inni podsumowuje:

  • „Problem rozbieżności” ma podstawy fizyczne – wzrost słojów drzew w ostatnich dekadach jest mniejszy, szczególnie na wysokich szerokościach geograficznych półkuli północnej.
  • „Problem rozbieżności” jest zjawiskiem bezprecedensowym i dotyczy tylko kilku ostatnich dekad, co sugeruje, że jego przyczyny mają korzenie antropogeniczne.
  • Przyczyną jest prawdopodobnie splot lokalnych i globalnych czynników, takich jak spowodowane ociepleniem susze i globalne zaciemnienie.
  • Oparte o proxy słojów drzew rekonstrukcje temperatury są wiarygodne (do roku 1960), dobrze korelując się z instrumentalnymi pomiarami temperatury i innymi niezależnymi proxy.

Marcin Popkiewicz na podstawie Skeptical Science, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski.

Fajnie, że tu jesteś. Mamy nadzieję, że nasz artykuł pomógł Ci poszerzyć lub ugruntować wiedzę.

Nie wiem, czy wiesz, ale naukaoklimacie.pl to projekt non-profit. Tworzymy go my, czyli ludzie, którzy chcą dzielić się wiedzą i pomagać w zrozumieniu zmian klimatu. Taki projekt to dla nas duża radość i satysfakcja. Ale też regularne koszty. Jeśli chcesz pomóc w utrzymaniu i rozwoju strony, przekaż nam darowiznę w dowolnej wysokości