Debatindlæg, Rekonstruerede temperaturer

Fortidens temperaturer

I løbet af den sidste halve milliard år har jordens klima og temperatur ændret sig drastisk mange gange. Lige nu er det ca. 10.000 år siden, at vi kom ud af den sidste istid. Vi befinder os således i en mellemistid. Her har temperaturen heller ikke været konstant, den har svinget meget, hvilket der er mange vidnesbyrd om. I historisk tid har vi haft Den Middelalderlige Varmeperiode og Den Lille Istid.

IPCC, FN’s Klimapanel, har imidlertid opgivet denne opfattelse og baserer nu sit arbejde på den såkaldte ”hockeystav-kurve”, hvor temperaturen har været helt stabil (ganske let faldende) i tusindvis af år, hvorefter den er steget kraftigt (”uden fortilfælde”), efter at menneskeheden er begyndt at udlede CO2 i store mængder ved forbrug af fossile brændstoffer. Væk er tidligere varme- og kuldeperioder, inkl. Den Middelalderlige Varmeperiode og Den Lille Istid.

Men kan det være rigtigt?

Hvorfor interesse i fortidens klima?

I klimaforskningen er der ofret mange kræfter på at kortlægge temperaturerne tilbage i historien. Interessen skyldes jo helt klart, at man ønsker at få klarhed over, hvorvidt den nuværende opvarmning er noget exceptionelt, eller om tilsvarende udsving har fundet sted tidligere. Temperaturstigningen de sidste godt 100 år er jo af IPCC og den tilhørende forskning blevet koblet op på det forøgede indhold af CO2 i atmosfæren, hvilket igen er en følge af menneskehedens forbrug af fossile brændstoffer. Hvis man aldrig før har set tilsvarende stigninger, vil det styrke sammenhængen med CO2, hvorimod temperaturvariationer i fortiden uafhængige af CO2-indholdet vil være indikationer på, at andre faktorer også spiller en væsentlig rolle for jordens temperatur.

Temperaturen i fortiden

I de sidste par millioner år har jordens klima befundet sig i en tilstand, hvor istider var fremherskende, kun afbrudt af kortere mellemistider, se fig. 1. Sådan var det ikke tidligere, hvor temperaturerne var mere konstante og i mange tilfælde varmere end nu.

Fig. 1: Temperaturen i de sidste 400.000 år, målt i Vostock iskernen i Antarktis. Kilde: (1)

Under istiderne er temperaturen ned til 8 grader lavere, end vi har i nutiden. De tidligere mellemistider har været af kort varighed, men 1-3 grader varmere end nu.

Lige nu befinder vi os i en mellemistid. Den har varet de sidste ca. 10.000 år, og ingen ved, hvornår den vil ophøre, og vi får den næste istid. Det vil selvfølgeligt være en katastrofe for menneskeheden, da store dele af den nordlige halvkugle bliver dækket af sne og is og bliver helt ubeboelige. Samtidigt vil havniveauet falde drastisk. Under sidste istid var det ca. 140 m under det nuværende. Hvis det skete igen, ville alle havnebyer befinde sig langt fra havet, på den tørre jord.

Fig. 2 viser udviklingen i temperatur i løbet af de sidste godt 10.000 år. Man har selvfølgeligt ikke kunnet måle temperaturen, men må i stedet benytte de såkaldte proxyer, ting man kan måle, og hvor man ved, at de har varieret med temperaturen. Kurven i fig. 2 er således fremkommet ved analyser af iskerner fra Grønland. Her bruger man indholdet af ilt-isotopen O18 som proxy.

Fig. 2: Temperaturen de sidste godt 10.000 som målt i den grønlandske indlandsis. Kilde: (1)

Man ser, hvordan temperaturen steg kraftigt i starten, da isen forsvandt, og derefter fluktuerede temperaturen mellem varmere og koldere perioder, med udsving på op til 3-4 grader C. Til højre i grafen nærmere vi os den historiske periode. Her er markeret nogle særlige perioder af hvilke de sidste 3 er Den Romerske Varmeperiode, Den Middelalderlige Varmeperiode (MV) og Den Lille Istid (LI). Man ser, at MV var næsten 2 grader varmere end den efterfølgende kuldeperiode. På nuværende tidspunkt er vi ikke kommet tilbage til niveauet fra MV.

Varme og kolde perioder

Indtil lige før år 2000 var det helt ukontroversielt at tale om de kolde og varme perioder i historisk tid. De varme perioder var karakteriseret ved økonomisk fremgang, bedre høstudbytter og stigende folketal. I MV kunne man således dyrke vin et godt stykke op i England. Erik d. Røde sejlede til Grønland og fandt et land, hvor der voksede træer, og man kunne dyrke korn og holde husdyr. Det gav stødet til Nordboernes kolonisering af landet.

I den efterfølgende kuldeperiode, LI, vendte udviklingen. Der blev misvækst i landbruget og hungersnød, hvilket igen udløste krige og ødelæggelser. Grønland blev helt ubeboeligt for Nordboerne, der forsvandt en gang i 1400-tallet. Themsen og de hollandske kanaler frøs til, og man kunne holde markeder på dem. LI var ikke kold hele tiden, temperaturerne svingede en del, men først i 1850 kunne vi sige, at den var overstået, og temperaturen begyndte at stige igen.

IPCC skriver i deres første rapport, fra 1990, blandt andet:

Der er voksende belæg for, at de globale temperaturer var højere end i nutiden … for ca. 5000-6000 år siden, i hvert fald om sommeren, selvom CO2-indholdet ser ud til at være på samme niveau som i den førindustrielle periode.

950-1250 e.Kr. var exceptionelt varmt i Vesteuropa, Island og Grønland…. Denne periode med vidt udbredt varme er bemærkelsesværdig, fordi den ikke var ledsaget af forhøjede niveauer af drivhusgasser.

Af særlig interesse er den seneste kolde periode, den Lille Istid, som gav omfattende fremrykninger af gletsjere i næsten alle bjergrige områder på jorden for mellem 150 og 450 år siden. Selvom kulden ikke var konstant, var den Lille Istid formentligt den koldeste og mest omfattende kolde periode i de sidste 9000 år (2).

IPCC viser situationen på et diagram, hvor der dog ikke er enheder på temperaturaksen, se fig. 3. Men MV fremtræder tydeligt varmere end nutiden.

Fig. 3: Figur fra IPCC’s første Assessment Report, temperaturen de sidste 1100 år. Kilde: (2)

Hockeystaven

I 1998 udsendte den amerikanske forsker Michael E. Mann m.fl. en skelsættende artikel med en ny rekonstruktion af fortidens temperaturer, fig. 4. Han brugte ikke iskerner som proxyer, men derimod primært årringe fra træer. Teorien var, at træer vokser hurtigere ved varmere temperaturer og derfor lægger mere ved til stammen, og det resulterer i en tykkere årring. Det er også rigtigt, men det kræver jo, at alt andet har været lige, f.eks. mængden af regn. Mangel på vand vil også give mindre vækst, selv ved høj temperatur.

Fig. 4: Michael Mann’s temperaturrekonstruktion 1000 år tilbage, fra 1998. Som gengivet i (3)

Mann baserede sin rekonstruktion på en række af andre forskeres arbejder med målinger af årringe, og kilderne var udvalgt ud fra betragtninger om, at lokationerne skulle give de mest pålidelige resultater. Kurven består af 3 sektioner. Fra år 1000 til år 1900 er den baseret på proxyerne. Derefter følger en periode hvor proxyerne følges med resultater fra direkte temperaturmålinger, og de sidste 30 år er der udelukkende temperaturmålinger.

Mann’s kurve fik hurtigt tilnavnet ”hockeystaven”, fordi det lange let faldende stræk ligner skaftet, og den bratte stigning til sidst bladet på en hockeystav. Man ser straks, at nu er der ikke mere spor af tidligere tiders større udsving i temperaturen, både MV og LI er forsvundet. Der er et svagt jævnt fald over de første 900 år, hvor temperaturen holder sig inden for 0,5 grader, og derefter tager opvarmningen fart. Det stemmer jo meget bedre overens med udviklingen i CO2-indholdet i atmosfæren.

Mann og hans fæller fik sat sig tungt på IPCC’s 3. rapport, der udkom i 2001. Her kan man bl.a. læse om fortidens temperaturer (3):

Den Lille Istid kan kun betragtes som en beskeden afkøling af den nordlige halvkugle, mindre end 1 grad koldere end i slutningen af det tyvende århundrede.

Den påståede Middelalderlige Varmeperiode lader til at have været mindre tydelig, mere moderat i [temperatur-] udsving og afvigende rent tidsmæssigt, end hvad man normalt definerer ud fra den europæiske periode. Den middelalderlige varme synes at have været begrænset til området omkring det nordlige Atlanterhav.

Der refereres flittigt til Mann’s artikler, af hvilke han havde udgivet en hel stribe siden 1998.

Skepsis ved hockeystaven

En canadisk mineingeniør, Steve McIntyre, fik sin interesse i Mann’s arbejde vakt, og sammen med økonomiprofessoren Ross McKitrick begyndte han at studere hockeystaven nærmere. McIntyre var ikke klimaforsker, men han havde gennem et langt liv arbejdet med store datamængder, ligesom dem, der indgik i Mann’s forskning (4).

Problemet med at have mange data er, at de vil modsige hinanden. Hvis man bare tager dem alle sammen og lægger dem ind i samme diagram, vil man få prikker over det hele, uden nogen sammenhæng eller klar tendens. På fig. 3 er vist et område omkring kurven med lysegråt. Det viser spredningen i de enkelte målinger. Det er klart, at man inden for det lysegrå område sagtens kunne få lagt en MV og en LI ind. Man kan ikke bare tage gennemsnittet af alle punkterne, det vil også være misvisende. I praksis gør man så det, at man udvælger nogle sæt data, som man tror mere på end andre; de såkaldte ”principal components”. Det er en helt anerkendt metode inden for statistik.

Når man vil opstille en temperaturkurve på grundlag af proxyer, i dette tilfælde årringe af træer, må man på én eller anden måde finde sammenhængen mellem disse og de kendte temperaturer. Dette gøres ved at have en periode, hvor de to lapper over hinanden. En del af denne periode bruger man til at finde sammenhængen mellem de to, og derefter bruger man resten til at verificere, at den fundne sammenhæng er korrekt. Først da kan man stole på, at kurven, hvor proxyerne er alene, vil give korrekte resultater.

McIntyre var skeptisk over for, hvordan Mann var nået frem til sine resultater, han ønskede at regne dem efter, og udbad sig derfor de originale rå data, samt Mann’s regnemodel. Det er helt gængs praksis i forskningsverdenen, at man lægger sine data og beregninger frit frem, så andre kan kigge på dem. Nu skete der imidlertid noget mærkeligt. Mann nægtede at udlevere sine beregningsmetoder, og han ville kun offentliggøre en del af sine rå data. Det var helt uhørt i den verden, men han slap godt fra det.

McIntyre måtte derfor prøve at rekonstruere beregningerne, og det lykkedes også i en grad, så han klart kunne konkludere, at Mann havde begået adskillige fejl i sit arbejde. Hvis man f.eks. udvalgte nogle andre data som ”principal components” ville både MV og LI dukke op igen. Mann var specielt glad for en serie fra børstekoglefyrretræer fra USA. Den er af mange årsager tvivlsom. Fig. 5 viser, temperaturen med børstekoglen som proxy (den røde kurve) og bidraget fra alle de andre af Mann’s proxyer (andre farver). Tager man børstekoglen ud, bliver det hele til støj, i stedet for en hockeystav.

Fig. 5: Temperaturrekonstruktion. Rød kurve: Børstekogle. Andre kurver: alle andre proxyer, Kilde (5)

McIntyre tog også fat i Mann’s fortolkning af de seneste års klima. For at temperaturkurven skal være troværdig, skal der, som nævnt, sikres et fornuftigt overlap mellem proxyerne og de målte temperaturer. I Mann’s og ligesindedes kurver bliver proxydata ikke videreført efter ca. 1960. Fra det år består kurven udelukkende af de målte temperaturer (se fig. 4). Men der findes faktisk proxy-data næsten helt frem til år 2000. Problemet med disse er imidlertid, at de ikke viser den samme voldsomme stigning i temperatur, som de direkte målinger, se fig. 6.

Det rejser naturligvis tvivl om, hvorvidt vi så kan stole på proxydata fra tidligere perioder. På fig. 6 kan de jo f.eks. fortolkes, som om at temperaturen i år 1100 var varmere end i år 2000, hvilket ikke er, hvad hockeystaven fortæller os.

Fig. 6: Proxydata (rød kurve) frem til år 2000, sammenholdt med temperaturkurve (sort). Kilde: (6)

En af temperatur-rekonstruktionerne, fra 2001, viste ligefrem en faldende temperatur i perioden 1960-1990. Man løste problemet her ved at fjerne denne sidste del af kurven, det blev et kunstgreb, der fik navnet ”hide the decline”.

Senere studier

McIntyre’s disput med Mann varede i årevis, og var krydret med mange forsøg på at undertrykke McIntyre, bl.a. ved at nægte offentliggørelse af hans arbejder i anerkendte tidsskrifter. Men andre forskere var også på banen.

Forskeren Craig Loehle offentliggjorde en temperaturkurve, se fig. 7. Han undgik brugen af årringe fra træer, men baserede sig i stedet på andre typer af proxyer, i alt 18 serier, dækkende hele jorden. Her dukkede både MV og LI op igen.

Fig. 7: Craig Loehle: Den globale temperatur på basis af andre proxyer end årringe. Kilde: (7)

Loehle og hans medforfattere undgik kalibreringen mod målte temperaturer ved at benytte proxyer, der direkte giver en indikation af temperaturen.

En gruppe ved navn PAGES tog opgaven med hockeystaven op efter Mann og offentliggjorde nye temperaturkurver (i 2013 og 2017). De udførte et kolossalt stykke arbejde, hvor over 600 serier af data blev benyttet, årringe, sedimenter, iskerner og alle mulige andre proxyer (8). Fig. 8 viser deres resultat, endnu en hockeystav.

Fig. 8: Temperaturkurve fra PAGES-gruppen, 2017. Kilde: (8)

Steve McIntyre har taget fat i flere af de regionale resultater fra PAGES: Nord- og Sydamerika og Antarktis og konkluderer, at deres databehandling lader meget tilbage at ønske. I Nordamerika genoplivede de børstekogleserien, trods deres påståede kvalitetskontrol (9).

IPCC’s seneste store rapport, AR5 fra 2013, fastholder en udvikling i temperaturen, der ligner hockeystaven. Forskellen på temperatur under MV og LI er under 0,5 grader, se fig. 9. Som noget nyt har forskerne arbejdet med kurven ved hjælp af deres klimamodeller. På fig. 9 ser man med gråt området af temperaturer fundet med proxydata. Det er jo et betydeligt spænd, især når man går tilbage til MV (”MCA” i figuren). Modellerne giver meget mindre udsving og passer bedre med det ønskede hockeystav-udseende.

Fig. 9: Temperaturer de sidste 2000 år. Røde og blå: modelberegninger. Grå: Målte ved proxyer. Kilde: (10)

Rapporten nævner undervejs lidt om temperaturudsving både i Europa og Asien i forbindelse med MV, men de fremgår ikke af de illustrationer og konklusioner, der er bragt (10).

Senere, i 2020, udkom der en artikel med en super-hockeystav, der går meget længere tilbage i tid (11), se fig. 10. Her ser man en helt jævn afkøling fra et maksimum for 6500 år siden. Væk er alle varmeperioderne, inkl. MV, og ligeledes er LI også forsvundet.

Fig. 10: Hockeystav-kurve, der går 6500 år tilbage i tiden. Kilde: (11)

Udsving i temperaturen, alligevel?

IPCC havde i deres 2013 rapport kurver over temperaturen for hver verdensdel. De lignede alle hockeystave. Imidlertid er der publiceret artikler af uafhængige forskere, der viser noget andet. Fig. 11 viser en kurve hvor temperaturen er rekonstrueret ud fra proxyer for hele Kina (12). Her er tydeligt varme perioder under MV og tilsvarende kolde århundreder derefter, svarende til LI. Temperaturerne i MV var på niveau med, hvad vi havde i år 2000.

Fig. 11: Temperaturudviklingen i Kina siden år 1: Kilde: (12)

Varme perioder omkring tidspunktet for MV er også konstateret i Afrika (13), Australien & New Zealand (14) og Sydamerika (15). Antarktis var varmere end nu i MV og før (16), se fig. 12.

Fig. 12: Temperaturudviklingen i Antarktis, bemærk at nutiden er i venstre side. Kilde: (16)

I Europa var temperaturen højere i MV end i den efterfølgende LI. Men spørgsmålet er hvor meget? Og hvordan var temperaturen i MV sammenlignet med nutidens? IPCC finder kun små temperaturforskelle, +/- 0,5 grader mellem toppen af MV og bunden af LI. Til gengæld er der en meget voldsom stigning på ca. 2 grader siden år 1900. Nutidens temperatur er ca. 1,5 grader højere end de varmeste år i MV (10).

Andre forskere er dog uenige. Fig. 13 viser et eksempel på temperaturen i Europa, baseret på årringe i træer (17). Man bemærker, at udsvinget fra de varmeste år under MV til de koldeste under LI er op i mod 1,5 grader, og samtidigt er nutiden kun ca. ½ grad varmere end toppen af MV.

Fig. 13: Temperaturudviklingen i Europa, år 800 til nu. Kilde: (17)

Konklusion

Ind til for godt 20 år siden var der almindelig enighed om, at jordens temperatur har varieret i fortiden, uafhængigt af den menneskeskabte udledning af CO2. Siden ophøret af sidste istid har varmeperioder afløst koldere tidsrum med jævne mellemrum. De seneste perioder var således Den Middelalderlige Varmeperiode (MV), der blev afløst af Den Lille Istid (LI). Udover de historiske optegnelser var der også videnskabelige arbejder med indirekte måling af temperaturen ved hjælp af de såkaldte proxyer, der bekræftede denne udvikling. Massevis af forskningsartikler er i fuld overensstemmelse med disse tanker (18).

I 1998 dukkede imidlertid den såkaldte ”hockeystav-kurve” op for temperaturudviklingen de sidste 1000 år. Væk var både MV og LI, der blev affærdiget som lokale (europæiske) fænomener. Den videnskabelige baggrund for hockeystaven blev tidligt draget i tvivl, og ophavsmanden, Michael E. Mann, viste sig højst uvillig til at dele sine data og modeller med omverdenen.

IPCC tog ikke kritikken alvorligt, og den 3. Assessment Report fra 2001 var helt domineret af tankegangen bag hockeystaven. Den var jo af største interesse, fordi den underbyggede tesen om, at det næsten udelukkende er CO2, der styrer jordens temperatur. MV og LI var her i vejen, da de forekom på et tidspunkt, hvor CO2-indholdet i atmosfæren var lavt og stort set konstant.

Hockeystaven blev videreudviklet af andre grupper, og princippet er ikke blevet forladt siden. Der var dog fortsat problemer med de mange proxydata, man fik samlet sammen, de gav et meget forvirrende billede. IPCC m.fl. greb da til at rekonstruere fortidens temperaturer ved hjælp af klimamodellerne, der blev sat til at regne på fortiden. Det gav meget ”pænere” resultater. Da modellerne alle er baseret på CO2 som primær drivkraft, siger det sig selv, at de nye kurver viste en meget flad temperaturudvikling de seneste 6500 år, indtil for ca. 150 år siden hvor temperaturen stiger drastisk.

Det er jo lidt af en cirkelslutning, da målingerne af fortidens temperaturer skulle bruges til at justere klimamodellerne på plads, og nu bliver modellerne brugt til at udregne fortidens temperaturer.

I mellemtiden har andre forskere fortsat arbejdet med at opstille temperaturkurver baseret på proxyer, og i mange tilfælde er det endt med, at man har fundet mønstre, der underbygger Den Middelalderlige Varmeperiode og Den Lille Istid – også som globale fænomener (18).

Referencer

En meget detaljeret gennemgang af hockeystaven og alle problemerne med de underliggende proxy-data kan findes her på siden: https://klimarealisme.dk/2019/04/17/en-historisk-kamp-om-historien-resume-af-hocksystickgraferne/

(1):   https://www.climate4you.com/

(2):   https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/ipcc_far_wg_I_full_report.pdf

(3):   https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/WGI_TAR_full_report.pdf

(4):   A. W. Montford: ”The Hockey Stick Illusion”, Anglosphere Books, 2010

(5):   https://climateaudit.files.wordpress.com/2005/09/ohioshort.pdf

(6):   https://climateaudit.files.wordpress.com/2005/09/mcintyre.stockholm.ppt

(7):   https://www.researchgate.net/publication/237792807_Correction_to_A_2000-Year_Global_Temperature_Reconstruction_Based_on_Non-Tree_Ring_Proxies

(8):   https://www.nature.com/articles/sdata201788

(9):   https://climateaudit.org/2018/10/24/pages2k-north-american-tree-ring-proxies/#more-23964

(10): https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/WG1AR5_all_final.pdf

(11): https://www.eurekalert.org/multimedia/pub/236124.php

(12): https://link.springer.com/article/10.1007/s11442-020-1718-7

(13): https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/2017PA003237

(14): https://www.nrcresearchpress.com/doi/10.1139/er-2019-0012

(15): https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1040618218308322

(16): https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0031018219303190

(17): https://www.st-andrews.ac.uk/~rjsw/N-TREND/Wilsonetal2016.pdf

(18): https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/medieval-warm-period

Please follow and like us:
Del på de sociale medier

One Comment

  1. Henrik Rathje

    Super god gennemgang. Nøgtern, faktuel og koncis. Noget af det bedste jeg har set herinde.

    Tak for den. Især den simple tydelige gennemgang af Manns tåbelige graf er super.

Leave a Comment

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.

*