Australian ilmastonmuutos, osa 2

HUOM! Tämän artikkelin aiheena oleva tutkimusartikkeli vedettiin pois julkaisusta, koska siinä havaittiin virhe. Yksi tutkimusartikkelissa kuvattu tietojenkäsittelyvaihe oli jäänyt tekemättä. Virheen vaikutusta tutkimuksen tuloksiin ei tiedetä, joten alla olevan artikkelin sisältöön kannattaa suhtautua varauksella.

LISÄYS (11.7.2016): Tutkimus on nyt julkaistu uudelleen korjattuna, eikä virheen havaittu vaikuttaneen tutkimuksen johtopäätöksiin oikeastaan ollenkaan. Joëlle Gergis on myös julkaissut kirjoituksen, jossa hän kertoo asiaan liittyvistä taustoista.

Australaasiasta on tehty uusi lämpötilarekonstruktio viimeisen tuhannen vuoden ajalta. Tätä rekonstruktiota käsittelevässä toisessa osassa käy ilmi, että rekonstruktiossa keskiajan lämpökausi näkyy vain heikosti, pieni jääkausi selvemmin ja viimeaikainen ilmaston lämpeneminen hyvin selvästi. Auringon ja tulivuorien vaikutus näkyy rekonstruktiossa vain heikosti ja paikoitellen. Ilmastojärjestelmän sisäinen vaihtelu on näitä kahta tärkeämmässä asemassa. Ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöjen vaikutus näkyy selvästi viime vuosikymmeninä.

Osassa 1 Jari Kolehmainen esitteli tämän uuden tutkimuksen pääkohdat. Tässä tarkastelemme rekonstruktiota hiukan yksityiskohtaisemmin. Erityisesti keskitymme muutamaan yleisesti kiinnostavaan ilmastolliseen aikakauteen, jotka ovat keskiajan lämpökausi (noin vuosien 900 ja 1250 välillä), pieni jääkausi (noin vuosien 1400 ja 1700 välillä) ja viime vuosikymmenien ilmaston lämpeneminen. Lisäksi tarkastelemme Australaasian lämpötilaan vaikuttavia tekijöitä.

Eteläiseltä pallonpuoliskolta on vielä melko vähän tietoja pohjoisen pallonpuoliskon lämpötilarekonstruktioissa näkyvien keskiajan lämpökauden ja pienen jääkauden ajoituksesta ja voimakkuudesta. Australaasian alueelta löytyy jonkin verran aiempia lämpötilarekonstruktioita. Uudessa-Seelannissa tehdyssä puiden vuosirenkaisiin perustuvassa rekonstruktiossa keskiajan lämpökauden aikana esiintyi kaksi lämmintä piikkiä, joiden lämpötila oli 0,3-0,5 celsiusastetta käytetyn vertailujakson yläpuolella, kun taas nykyaika oli 0,4-0,7 celsiusastetta vertailujakson yläpuolella. Uuden-Seelannin rekonstruktiossa siis keskiajan lämpökauden lämpöpiikit näyttivät olleen jopa verrannollisia nykyisen lämpenemisjakson lämpötiloihin.

Tasmaniassa tehdyssä puiden vuosirenkaisiin perustuvassa rekonstruktiossa taas nykyinen ilmaston lämpeneminen näyttää selvästi poikkeukselliselta viimeisen 3600 vuoden ajalta. Myös Australiassa tehdyissä porausreikien lämpötiloihin perustuvissa lämpötilarekonstruktioissa nykyinen ilmaston lämpeneminen esiintyy poikkeuksellisena.

Osassa 1 esitellyssä uudessa Australaasian lämpötilarekonstruktiossa näkyy lämpimiä jaksoja 1200-, 1300- ja 1900-luvulla. Rekonstruktion lämpimimmät vuosikymmenet löytyvät 1900-luvun loppupuolelta (1990-luku lämpimin ja sitten 1980-luku sekä 1970-luku) ja niiden jälkeen 1240- ja 1330-luvuilta. Kylmimmät vuosikymmenet löytyvät 1830-, 1840-, 1520-, 1650- ja 1900-luvuilta.

Lämpimän piikin jälkeen 1330-luvun jälkeen rekonstruktiossa näkyy viilenemistä, joka päättyy 1520-luvulle keskittyvään viileään jaksoon. Tämän jälkeen esiintyy hiukan lämpimämpää, kunnes vuosien 1650 ja 1680 välillä esiintyy taas viileämpi jakso. Parin hiukan lämpimämmän jakson (jotka keskittyvät 1710- ja 1800-luvuille) jälkeen lämpötila laskee nopeasti vuosien 1810 ja 1860 välillä. Tästä seuraa koko rekonstruktion kylmin jakso vuosien 1830 ja 1859 välillä.

Lämpötila alkaa nousta 1860-luvun jälkeen. Samanaikaisesti ihmisen toiminnasta aiheutuneiden kasvihuonekaasujen pitoisuudet kasvavat ilmakehässä. Lämpötilan nousu keskeytyy hetkeksi 1900-1910 ja 1930-luvulla. Lopulta lämpötila nousee tasaisesti 1950-luvulta eteenpäin.

Merkittävät ilmastotapahtumat viimeisen tuhannen vuoden aikana

Keskiajan lämpökausi oli ainakin pohjoisella pallonpuoliskolla esiintynyt lämmin jakso, joka esiintyi noin vuosien 900 ja 1250 välillä. Esiteollisen ajan lämpimin jakso Australaasian rekonstruktiossa esiintyy suunnilleen vuosien 1240 ja 1360 välillä. Tämä on hiukan myöhemmin kuin pohjoisella pallonpuoliskolla keskiajan lämpökaudeksi nimetty jakso. Rekonstruktiossa vuosien 1238 ja 1267 välisen ajan keskilämpötila on 0,09 (±0.19) celsiusastetta vertailujakson 1961-1990 alapuolella. Tämä on hyvin verrannollinen vastaavaan arvioon pohjoiselta pallonpuoliskolta (noin 0,1-0,2 celsiusastetta alle 1961-1990 vertailujakson). Yleisesti ottaen keskiajan lämpökausi näkyy rekonstruktiossa hyvin heikosti. Tutkimusartikkelissa mainitaankin keskiajan lämpökauden signaalin puuttuvan rekonstruktiosta.

Pienen jääkauden katsotaan yleensä ajoittuneen vuosien 1400 ja 1700 väliin, mutta joidenkin lähteiden mukaan se on saattanut kestää jopa vuoteen 1850 asti. Australaasian rekonstruktiossa tälle aikavälille osuva viilenemisjakso ajoittuu noin vuosien 1500 ja 1840 välille. Näyttää siis siltä, että pieni jääkausi näkyi myös Australaasiassa.

Ilmaston 1900-luvulla alkanut lämpeneminen näyttäytyy rekonstruktiossa poikkeuksellisena lämpenemisjaksona. Rekonstruktion lämpimin vuosikymmen, 30 vuoden jakso ja 50 vuoden jakso esiintyvät vuoden 1950 jälkeen. Lisäksi rekonstruktion ulkopuolinen vuosikymmen 2000-2009 oli alueella sääasemien lämpötilan mittaussarjoissa kaikkein lämpimin vuosikymmen. Rekonstruktion pisin yhtäjaksoinen lämpenemisjakso tapahtuu myös 1950-luvun jälkeen.

Australaasian lämpötilaan vaikuttavat tekijät

Auringon aktiivisuudessa on ollut viisi merkittävää vähäisen aktiivisuuden, aktiivisuusminimin, jaksoa: Oort (1040–1080), Wolf (1280–1350), Spörer (1460–1550), Maunder (1645–1715) ja Dalton (1790–1820). Kaikkiin näihin jaksoihin liittyy lämpötilarekonstruktiossa viileämpi jakso (tosin Wolfin ja Spörerin minimien aikana esiintyy myös melko lämpimiä jaksoja). Monet rekonstruktion viileimmistä jaksoista 1830-lukua lukuun ottamatta osuvat samaan aikaan auringon aktiivisuusminimien kanssa. Auringon aktiivisuusminimien aikaisten viileiden jaksojen lämpötilapoikkeama keskiarvosta ei kuitenkaan ole kovin suuri, mikä viittaa siihen, että auringon aktiivisuusmuutoksien rooli Australaasian lämpötilamuutoksissa on sittenkin melko vähäinen.

Oortin ja Wolfin minimien välissä, vuosien 1090 ja 1270 välillä, esiintyy voimakkaan auringon aktiivisuuden jakso, joka ajoittuu keskiajan lämpökaudelle. Australaasian rekonstruktiossa tuolle ajalle osuu lämmin kausi vuosien 1240 ja 1360 välillä, joka ajoittuu osittain samaan aikaan Wolfin aktiivisuusminimin kanssa.

Vaikka monet aurinkominimit sattuvat viileiden jaksojen kohdalle, niin Australaasian lämpötiloissa esiintyy myös paljon jaksoja, jotka eivät täsmää auringon aktiivisuuden vaihteluiden kanssa. Tämä näkyykin rekonstruktion huonossa korrelaatiossa auringon aktiivisuuden kanssa. Auringon aktiivisuuden ja rekonstruktion antaman lämpötilan korrelaatio näyttää olevan tilastollisesti merkitseva vain hetkittäin (200 vuoden liukuvassa korrelaatiossa yli 50 prosenttia rekonstruktion rinnakkaisista jäsenistä korreloi merkitsevästi auringon aktiivisuuden kanssa vain 6 prosentilla rekonstruktion kattamasta ajasta).

Viimeisen tuhannen vuoden aikana esiintyy monia tulivuoren purkauksia, joiden tapahtumisaikana rekonstruktiossa näkyy viileä jakso. Pienen jääkauden aikana esiintyi useita voimakkaita tulivuoren purkauksia samaan aikaan auringon aktiivisuusminimin kanssa, mikä voimisti viilenemistä. Esimerkiksi Tamboran purkaus tapahtui vuonna 1815 samaan aikaan Daltonin minimin kanssa. Monia voimakkaita tulivuorenpurkauksia seuraavat pienellä viivellä viileät jaksot, mutta välittömästi tulivuorenpurkauksia seuraavia viileitä jaksoja ei esiinny. Näyttää myös siltä, että tulivuorten vaikutus on Australaasiassa hiukan vähäisempi kuin pohjoisen pallonpuoliskon alueellisissa lämpötilarekonstruktioissa näkyvä vaikutus.

Lämpötilarekonstruktiota verrattiin myös ilmakehän ja merien kiertoliikkeisiin. El Niñon ja La Niñan vaihteluita kuvaavan ENSO-oskillaation 1600-luvulta alkaen rekonstruoitu indeksi korreloi negatiivisesti lämpötilarekonstruktion kanssa.

Yleisesti ottaen näyttää siltä, että Australaasiassa menneiden aikojen lämpötilan vaihteluissa tulivuoria ja auringon aktiivisuutta tärkeämpi tekijä on ollut ilmakehän ja merien kiertoliikkeet, jotka yleensäkin ovat tärkeitä alueellisissa lämpötiloissa. Ulkoiset pakotteet, kuten auringon aktiivisuus ja tulivuoret, näkyvät yleensä paremmin pallonpuoliskojen tai koko maapallon skaalassa.

Poikkeuksena tästä on viimeaikainen ilmaston lämpeneminen, jonka aiheuttaja nykytiedon perusteella on ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöt, joka on ulkoinen pakote. Tämä ilmaston lämpeneminen näkyy Australaasian rekonstruktiossa selvästi, kuten jo edellä esitettiin. Australaasian rekonstruktiota verrattiin myös ilmastomallin simulaatioihin, jonka perusteella rekonstruktiossa näkyvä viimeaikainen lämpeneminen johtuisi kasvihuonekaasujen lisääntymisestä ilmakehässä. Mallisimulaatioissa viimeaikainen lämpeneminen on jokseenkin ainoa merkittävä jakso rekonstruktiossa, jossa ulkoinen pakote saa aikaan tilastollisesti merkitsevän signaalin mallisimulaatioissa. Mallisimulaatioiden perusteella viimeaikaista lämpenemistä ei voi selittää pelkästään luonnollisilla tekijöillä, vaan lämpenemisen selittämiseksi tarvitaan ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöistä aiheutuva ilmastopakote.

Lähde: Joëlle Gergis, Raphael Neukom, Steven J. Phipps, Ailie J. E. Gallant, David J. Karoly, and PAGES Aus2K Project Members, Evidence of unusual late 20th century warming from an Australasian temperature reconstruction spanning the last millennium, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00649.1. [tiivistelmä, koko artikkeli]

7 vastausta to “Australian ilmastonmuutos, osa 2”

  1. Wade Says:

    Tärkeä ja informatiivinen tutkimus. Graafissa on nähtävissä pitkä lämpötilan laskeva trendi n. v. 1300 – 1900, joka on löytynyt myös koko pohjoista pallonpuoliskoa käsittävässä tutkimuksessa (Mann et al. 1999), mikä onkin loogista. Ihmetyttää kuitenkin miksi mallituloksia viime vuosisadan lämpötilan noususta ei voi selittää ilman ihmiskunnan vaikuksen huomioimista. Vuosien 1000 – 1300 tasoa voisi pitää jonkinlaisen maapallon normaalilämpötilana. Pitkä viileneminen on sen jälkeen vienyt olosuhteet pois balanssista ja lopulta on käynnistynyt korjaava lämpeneminen. Mielestäni käyrän loppupään lämpeneminen on kaikkein helpoiten selitettävissä koko käyrässä. Siinä näkyy n. 100 vuotta sitten alkaneen lämpenemisen palautevaikutukset (vesihöyryn lisääntyminen, jäätiköinen väheneminen pohjoisessa ym.), jota ovat viime vuosikymmeninä tukeneet lämpenemistä suosivat ilmakehän heilahtelut.

  2. Ari Jokimäki Says:

    Ei mallituloksia selitetä ihmiskunnan vaikutukset huomioimalla, vaan ihmisen vaikutus näkyy sieltä mallituloksista. Ilmastomalleilla ajetaan siis simulaatioita, joissa joko on ihmisen päästämien kasvihuonekaasijen aiheuttama ilmastopakote mukana tai sitten ei. Niissä simulaatioissa, joissa ihmisen vaikutus on mukana, tulokset muistuttavat oikeasta elämästä havaittua lämpökehitystä. Ilman ihmisen vaikutusta mallitulokset yleensä poikkeavat huomattavasti havainnoista. Tässä tutkimuksia aiheesta:

    http://agwobserver.wordpress.com/2010/03/25/papers-on-formal-attribution/
    http://agwobserver.wordpress.com/2009/10/23/papers-on-models-vs-observations/

    Tässä yksi tutkimus aiheesta onko maapallon ilmastolla joku tila johon se palaa poikettuaan ”pois balanssista”:

    http://www.springerlink.com/content/2473047054167113/

    Maapallon ilmastolla ei ole luonnollista tilaa, johon se palaa, vaan aina tarvitaan pakote, jonka aiheuttamana ilmasto muuttuu johonkin suuntaan.

  3. Wade Says:

    Graafissa näkyy suuria tulivuorenpurkauksia 1200-luvun lopulla. Tutkijoiden mukaan ne olisivat käynnistäneet pitkään jatkuneen kylmän kauden. Tutkimuksessa annetaan suuri paino takaisinkytkennöille.
    http://www.co2-raportti.fi/?page=ilmastouutisia&news_id=3294

    Kylmenevän trendin selittäminen olisi helpompaa, jos mukaan otettaisiin kolme pitkää aurinkominimiä, joista ensimmäinen on varjostettu kuvaan 1200-luvun lopulta alkaen. Muutokset pakotteissa ja niiden aikaan saamissa takaisinkytkennöissä säätetelevät ilmastoa. Takaisinkytkennät voivat johtaa ilmaston pois balanssista, jolloin tulee korjausliike.

  4. Ari Jokimäki Says:

    ”…, jos mukaan otettaisiin kolme pitkää aurinkominimiä,…”

    Tässä tutkimuksessa käsiteltiin myös auringon roolia, kuten yllä on kuvattu (tämä käy ilmi myös tutkimusartikkelista, johon on linkki yllä).

    ”Takaisinkytkennät voivat johtaa ilmaston pois balanssista, jolloin tulee korjausliike.”

    Ei sellaista itsestään tule. Joko takaisinkytkentöjen vaikutus täytyy poistua (esim. jäätiköt päättävätkin alkaa kasvamaan kesken sulamisen) tai pakotteiden täytyy muuttua sellaisiksi, mikä pakottaa ilmaston ”takaisin”. Sellaista ei tapahdu vain siksi, että ilmaston pitäisi muka palata johonkin tiettyyn tilaan.

  5. Wade Says:

    Viittasin aurinkokommentilla linkissä olevaan Gifford Millerin tutkimukseen, jonka mukaan satojen vuosien lämpötilan laskeva trendi voitaisiin selittää tulivuorilla ja takaisinkytkennöillä. Gergisin Australaasian proxytutkimus mielestäni vahvistaa Auringon roolia pitkän viilenevän trendin yhtenä päätekijänä, koska täytyyhän molempien pallonpuoliskojen lämpötilatrendien olla yhdensuuntaisia, jos Auringosta haetaan syytä viilenemiselle. Auringon lyhytaikaisiin vaikutuksiin tämä tutkimus ei tuo lisävaloa; Wolfin aurinkominimin (1280–1350) aikana Australaasiassa esiintyneen lämpöjakson lämpötilat nousivat lähes nykyilmaston tasolle. Maunderin minimin ajasta (1645–1715) on löydettävissä lämpötilan nouseva trendi, yms.

    Se on totta, ettei maapallolla ole varsinaista normaalitilaa, johon aina pitäisi palata. Käsitän normaalitilana kulloisenkin pakotteiden aiheuttaman tilan. Mutta ollaanko aina siinä tilassa? Sillä on merkitystä, käsitetäänkö esim. Maan pinnan albedomuutokset tai ilmakehän vesihöyryn määrä pakotteena vai pakotevaikutusta lisäävänä/vähentävänä palautekytkentänä. Merten ’piilottamat lämmöt’ ja monet muut vastaavat tapaukset voivat mielestäni saada maapallon tilan pitemmäksikin aikaa näyttämään jotain muuta kuin mihin sen hetkisissä pakotelaskelmissa päädyttäisiin.

  6. Jean S Says:

    ”Tärkeä ja informatiivinen tutkimus. ”

    Todellakin.

  7. Wade Says:

    Hieno homma, että Jean Sibeliuskin on huomannut tutkimuksen tärkeyden ja tarkastanut sen. Virheitä on tästäkin löytynyt, mikä ei ole suuri yllätys. Varmaankin ne korjatataan ja tutkimuksesta saadaan parempi versio ja toivottavasti myöskin uutta oppia tutkijoille.

    Tutkimuksen tämä versio antaa hyvää informaatiota valtamerisyklistä Australaasian ennennäkemättömän viileän kauden (v. 1600 – 1950) ajalta . Australaasian lämpötiloissa erottuvat valtamerisyklin lämpimät jaksot, jolloin El Ninot ovat hallitsevia. Näitä historiallisia lämpimiä jaksoja löytyy graafista vuosilta n. 1680 – 1715, 1775 – 1810 ja 1860 – 1880. Nämä ovat hyvin sopusoinnussa muun tutkimuksen kanssa. Esim. The Great El Nino of 1789 – 93 (Grove 2007) ja sen jälkeiset El Ninot nostivat globaaleja lämpötiloja, joka näkyy Australaasiassa viileän kauden korkeimpana lämpöhuippuna vuoden 1800 tienoilla. Em. lämpöjaksot ja niiden vaikutusten tarkastelu pohjoisten alueiden ilmastoon olisi aika nyt tärkeää, sillä valtamerisykli on jälleen saavuttamassa huippuaan ja sen vaikutukset ovat jo alkaneet vähitellen näkymään pohjoisessa ilmastossa.

    Tutkimuksen tässä versiossa on jännä yksityiskohta, jonka mukaan ns. pieni jääkausi olisi Australaasiassa jatkunut vuoteen 1950 asti ja viime vuosisadan alkupuolella olisi ollut hieman viileämpää kuin Maunderin lämpöjakson aikaan (1680 – 1715). Niille, jotka haluaa haluaa leikkiä ”etsi kuvasta viisi pientä virhettä” -leikkiä, niin voivat aloittaa vaikka tarkastamalla, onko Maunderin minimin varjostus sattunut paikalleen, ovatko 1800-luvun alun suuret tulivuorten purkaukset ihan kohdillaan, mihin on kadonnut Krakataun purkaus v. 1883? jne.


Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: