Ny längre ”hockeyklubba” – temperaturen sen förra istiden

I dagarna publicerades en studie i Nature som redovisar en rekonstruktion av temperaturutvecklingen ända tillbaka till senaste istiden (en period kallad Holocen). Forskarna ger också ett potentiellt svar på en ”klimatgåta”, The Holocene temperature conundrum: tidigare rekonstruktioner har nämligen inte riktigt lirat med de resultat som klimatmodeller gett över samma period. Först en liten (grälfylld) historik.

Det är ingen trivial sak att sammanställa en representativ global medeltemperatur ens utifrån de mätdata som finns från termometrar, och det blir förstås inte lättare att få till det från ännu längre tillbaka i tiden.

1999 publicerade Mann, Hughes och Bradley en rekonstruktion av temperaturen 1000 år tillbaka i tiden baserat på olika så kallade proxydata, dvs man bestämmer temperaturen indirekt via analyser av trädringar, isborrskärnor, koraller etc.

Alla som är det minsta insatta i klimatdebatten vet att denna kurva fick formen av en hockeyklubba med drastiskt stigande temperaturer under nutid. ”Skeptiker” anför än idag denna studie som ett bevis på manipulerad forskning, trots att kontroversen sedan länge är utredd och överspelad och att en lång rad andra liknande studier har gjorts, läs mer här: Hockeyklubban och den medeltida värmeperioden.

2013 publicerade Marcott et al en studie i Science, där de hade gett sig på att rekonstruera temperaturen ända tillbaka till förra istiden (pdf-fil). Det var, vad jag vet, första gången någon hade gjort detta. Mätserien bygger framförallt på prover från sediment från havsbottnar runt om i världen. Genom att analysera bl a syreisotoper och förhållandet mellan calcium och magnesium i fossiliserade skal från plankton och liknande kan man indirekt bestämma den temperatur som rådde när de levde. Marcotts studie använde 73 tidigare publicerade proxymätserier från olika platser.

Högerkolumnen nedan visar temperaturen 11 300 år tillbaka och vänsterkolumnen 2000 år tillbaka (serien går fram till 1940, år 0 och ”nutid” (present) brukar av någon anledning innebära 1950 i den här typen av grafer):

.

Som synes visar tempkurvan B ”en bulle” med ett maximum runt 7000 år tillbaka följt av en nedkylning för att sen sticka upp rejält under 1900-talet. Den där bullen och den efterföljande nedkylningen är dock något som inte erhålls när klimatmodellerna simulerar temperaturutvecklingen under denna period – en diskrepans som fått namnet The Holocene temperature conundrum. Det har förstås gett förväntade reaktioner: forskarna funderar på varför och vill hitta orsakerna (precis som vetenskap har förts framåt i alla tider) – medan internet tar det som intäkt för att allt är mygel.

Men själva studien startade också en närmast identisk ”debatt” med den som rasat om Manns hockeyklubba. Statsvetaren Roger Pielke Jr, som nyligen framställts som en oskyldig korgosse i debatten, antydde att sättet studien användes på gränsade till forskningsfusk:

”here I document the gross misrepresentation of the findings of a recent scientific paper via press release which appears to skirt awfully close to crossing the line into research misconduct”

McIntyre, en av huvudspelarna i hockeyklubbskontroversen, liksom resten av bloggosfären gick på i samma anda. Och mainstream forskare kanske höll med om detaljer i kritiken men ansåg ändå att denna drunknade i överdrifter, rena felaktigheter och anklagelser om fusk (exempel här).

Det påstods att den branta uppgången i temperatur under 1900-talet inte stöddes av data i studien, vilket delvis är sant. I artikeln står det också att denna uppgång inte var robust då endast 18 av 73 proxyserier gick så långt fram i tiden (huvudfokus för studien var ju inte att bestämma nutida temperaturer). Deras metodik gjorde att denna korta period inte var representativ för en global temperatur med den mängd data de hade (se deras kommentar nedan).

De allra flesta, inklusive författarna själva, är alltså överens om att den sentida uppgången är något överdriven i mätserien, men det betyder inte att det inte existerar en uppgång där. (Se en diskussion av statistiken t ex här). Det framgår i artikeln att de inte gör bedömningen att nutida uppvärmning sticker ut baserat på den uppsving som syns i deras egen rekonstruktion utan i jämförelse med andra studier (den grå linjen i diagram A och B ovan) och senare tids temperaturmätningar.

Så här uttalar sig forskarna själva om just de sista 100 åren av sin mätserier:

  • Q: What do paleotemperature reconstructions show about the temperature of the last 100 years?
  • A: Our global paleotemperature reconstruction includes a so-called “uptick” in temperatures during the 20th-century. However, in the paper we make the point that this particular feature is of shorter duration than the inherent smoothing in our statistical averaging procedure, and that it is based on only a few available paleo-reconstructions of the type we used. Thus, the 20th century portion of our paleotemperature stack is not statistically robust, cannot be considered representative of global temperature changes, and therefore is not the basis of any of our conclusions. Our primary conclusions are based on a comparison of the longer term paleotemperature changes from our reconstruction with the well-documented temperature changes that have occurred over the last century, as documented by the instrumental record. Although not part of our study, high-resolution paleoclimate data from the past ~130 years have been compiled from various geological archives, and confirm the general features of warming trend over this time interval (Anderson, D.M. et al., 2013, Geophysical Research Letters, v. 40, p. 189-193; http://www.agu.org/journals/pip/gl/2012GL054271-pip.pdf).

Hur man än vänder och vrider på det blir uppgången likafullt abrupt och dramatisk, kontroversen känns lite som en storm i ett vattenglas. Att säga att studien visade att nuvarande uppvärmning stack ut är knappast att ljuga. För exempel se bild från Real Climate där den röda linjen är termometerdata:

Marcott

En relevant fråga här är ju upplösningen. Skulle en, i sammanhanget kortvarig, uppvärmning som den vi nu lever i alls synas i en sådan serie? Så verkar vara fallet, här har man smugit in artificiella spikar i mätdata (+0,9C över 100 år och sen en nedkylning 0,9C över nästa 100 år) innan rekonstruktionen och det syns tydligt . Ett blogginlägg men ändå…

Real Climate finns en lång post med frågor och svar från forskarna bakom studien.

Det här var som sagt första gången detta gjordes, självklart fanns det fortfarande osäkerheter och saker som kunde förbättras, läs mer på t ex Skeptical Science, Real Climate eller Open Mind.


År 2020 publicerades en liknande studie som gick tillbaka 12 000 år tillbaka i tiden:

temp 12K_ny hockey

Rekonstruktionen bygger på 1300 olika proxymätserier, vilket är betydligt fler än vad Marcott och hans kollegor hade haft tillgång till. De använde sig av fem olika statistiska metodiker för att sätta samman temperaturserien. Som synes gav endast en av dessa metoder en tydlig bulle vid 6500 år tillbaka i tiden. Med stöd av resultat från andra studier var forskarnas sammantagna bedömning att denna metodik gav en för hög uppvärmning där, även om de inte helt kunde avskriva resultatet som en ”falsk outlier” (hade de varit äkta alarmister hade de förstås gömt undan denna och låtit bli att redovisa den alls). En svag nedkylning syns dock i alla serier från ca 7000 år fram till nutida uppvärmning. (Även här bekräftas för övrigt ”hockeyklubban” (infälld bild)).

I denna studie hade de först gjort sammanställningar efter breddgrad innan de slogs ihop till en global temperaturserie:

Fig. 2

I början av 2021 kom ännu en rekonstruktion av temperaturen som, till skillnad från tidigare studier, visade på en långsam ökning av temperaturen under i princip hela Holocen (röd linje i diagrammet nedan) fram till den ”spik” vi sett under modern tid. Det syntes heller ingen ”värmebulle” vid ca 6500 år.

Palaeoclimate puzzle explained by seasonal variation

Tidigare studier hade indikerat att vissa proxyserier, exempelvis de baserade på pollen, hade en säsongsbunden bias. Det vill säga, den temperatur som erhölls visade sommartemperaturen och inte ett årsmedelvärde. Forskarna i den nya studien hade utvecklat en metod för att kunna fastställa en mer representativ årstemperatur vilket de sen använde i sin rekonstruktion. Denna stämde också bättre överens med vad klimatmodellerna simulerat baserat på känd fysik och de förhållanden som rådde då avseende växthusgaser, albedo, solinstrålning och så vidare (grå linje).

Och reaktionerna blev förstås exakt dem man kunde förvänta sig även denna gång. I Twitterutbytet nedan tyckte forskaren Hausfather att det var viktiga och intressanta resultat medan Tony Heller, den som kanske hårdast saluför idén om att alla mätserier bara manipuleras för att passa modellerna, inte var lika imponerad. (Det är inte särskilt länge sen Heller påstod att det förmodligen inte skett någon uppvärmning alls sedan 1940-talet (typ första meningen i detta anförande).


Ett ständigt problem forskarna brottas med i den här typen av studier är att få data med tillräcklig global täckning, det gäller särskilt från södra halvklotet där det finns betydligt färre mätningar gjorda än på den norra halvan. I dagarna publicerades en studie som försökt förbättra detta och presenterade en rekonstruktion 24 000 år tillbaka i tiden.

Resultatet bekräftade mer eller mindre det som Bova et al, hade visat ovan, det vill säga att den däringa värmebullen verkar vara en artefakt. Även hockeyklubban bekräftades igen (och nu kunde ”skaftet” dras ytterligare några tusen år tillbaka i tiden).

Det nya i denna studie var att det är en hybrid av proxymätserier och modellering. De hade utgått från mer än 500 proxyserier (fossila mikrober, plankton och liknande) från sedimentprover från olika delar av världshaven. Under sju år hade de sedan, enkelt uttryckt (det är så man skriver när man själv inte orkat gräva sig ner allt för djupt i saken 😉 ) bakat ihop biologiska, geologiska och kemiska data från dessa för att skapa en modell som ger en korrekt havstemperatur.

De hade sedan via klimatmodellsimuleringar fått fram temperaturer även från områden där det saknas proxydata. Resultaten har bland annat validerats mot andra proxyserier som inte ingått i studien.


Så här redovisades temperaturen under Holocen i senaste IPCC-rapporten (de två senaste studierna ovan publicerades efter slutdatumet för att inkluderas i IPCC-rapporten), notera att x-axeln är bruten i olika skalor:

Bild


Det är väl ungefär så här det brukar se ut inom all forskning och utveckling inom komplexa områden. Det tar tid att hitta en robust metodik och det går sällan spikrakt, motstridiga resultat behöver redas ut och så vidare. Just därför ska man inte väga in för mycket i enstaka studier och detta gäller inte bara inom klimatologi. Man kan vara sur för att de första klockorna inte var lika noggranna som dagens atomur men att skylla det på fusk känns, tja, sådär…

Diskussionen lär fortsätta, dels den relevanta vetenskapliga debatten (peer review innan publicering är ju en sanity check men den riktiga kvalitetssäkringen kommer efter publikation när andra forskargrupper kan bemöta, upprepa, bekräfta eller förkasta resultaten) men det lär också den vanliga hånfulla ”diskussionen” i stil med jamen hallå det bygger ju på fåniga klimatmodeller! göra (jodå, dessa kommentarer kom omedelbums på Twitter efter den senaste studien denna gång också).

(NB: temperaturen från UAH:s satellitmätserie – den enda ”skeptiker” vill använda – erhålls först efter hantering av data i en modell och även den serien har korrigerats rejält i efterhand efter upptäckta felkällor).

Och som vanligt, detta var en bloggpost och ingen fullständig genomgång av all forskning på området…

[PS: välkommen till klimatdebatten: Jodå, McIntyre vill förstås dubbelkolla även denna studien. När han får konstiga värden från en av filerna med proxydata kastar han sig på Twitter och säger att studien är skräp… när det i realiteten han som inte kan extrahera innehållet i filen rätt: