Mit: Gwałtowny wzrost temperatur to efekt błędu w obliczeniach

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 i in., 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.

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.

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.

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).

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).

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.

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.

Skeptical Science, tłumaczenie: Marcin Popkiewicz

opieka merytoryczna: prof. Szymon Malinowski

Materiały dodatkowe:

• Akademia Nauk USA udostępniła zestawienie badań różnorodnych Proxy temperaturowych w Internecie: Rekonstrukcje temperatur powierzchni Ziemi dla ostatnich 2000 lat.
• Sieć rekonstrukcji paleoklimatu NOAA udostępniła dane paleoklimatyczne, zawierające m.in. 92 zapisy temperaturowe proxy wysokiej rozdzielczości z ostatnich 2000 lat.