Твърдение: „Известната крива на„ хокейната тояга “е фалшива“

Иск: С известната крива на хокейната тояга изследователите на климата се опитват да покажат, че днес е по-топло, отколкото през последните хиляда години. Канадците Рос Маккитрик и Стив Макинтайр ги изложиха като фалшификати.

Факт е: Изказването на често критикуваната крива на „хокейната тояга“ се потвърждава от много независими изследвания

Оригиналното така наречено проучване на "хокейната тояга" от 1998 г. всъщност не е без грешки. Но подобрено ново издание, както и няколко подобни проучвания с исторически климатични данни от корали, сталагмити, дървесни пръстени, сондажи и ледени ядра потвърждават първоначалното заключение: че 20-ти век е бил най-топлият от последните хиляда години и затоплянето след 1920 г. е било най-силно.

„Хокейната тояга“ (Фигура 1) е графичното представяне на реконструкция на температурите през последните една до две хиляди години, за която са използвани така наречените прокси данни. Климатолозите получават такива прокси данни от естествени архиви, например от дървесни пръстени. Това е необходимо, тъй като директните измервания на температурата, така наречените инструментални данни, са достъпни само през последните 150 години или така.

Американските изследователи Майкъл Ман, Реймънд С. Брадли и Малкълм К. Хюз публикуват проучване през 1999 г. (Mann et al. 1999) за използваните дървесни пръстени, ледени ядра, корали и други записи от северното полукълбо на земята. Тяхната реконструкция показа, че глобалната температура постепенно е намалявала през последното хилядолетие, но се е превърнала в рязко възходяща тенденция през 20 век. Или по думите на авторите:

„Въпреки че големите несигурности не позволяват да се направи категорично изявление за периода преди 1400 г., резултатите ни показват, че края на 20-ти век е необичаен поне за миналото хилядолетие. Деветдесетте години бяха най-топлото десетилетие (с умерена несигурност), а 1998 г. - най-топлата година. 20-ти век обръща хилядолетна тенденция на охлаждане, която е в съответствие с астрономическите дългосрочни влияния. "

Графиката е наричана „хокейна тояга“, тъй като плоската температурна линия през последните векове прилича на шахта на хокейна тояга, а стръмният край като нейната мистрия. Графиката получи голямо внимание, защото беше включена в Третия доклад за оценка на IPCC (Част 1, Глава 2.3.2.2.) През 2001 г. и по-късно се появи на видно място във филма на Ал Гор „Неудобна истина“.

твърдете
Илюстрация 1: Температурните промени в северното полукълбо, изчислени от различни прокси серии (синьо), инструментални, т.е. директно измерени данни от миналия век и половина (оранжево), както и дългосрочната тенденция (червено прекъснато), границите на несигурност, които са станали по-големи в миналото, са показани в сиво; Източник: Mann et al. 1999 г.

Последва спор относно надеждността на изследването на Ман. През 2005 г. минният инженер Стивън Макинтайър и икономистът Рос Маккитрик публикуваха преглед на работата (McIntyre/McKitrick 2005). В него те твърдяха, че „хокейната тояга“ е просто резултат от използвания статистически метод (т.нар. Анализ на основните компоненти). В допълнение, температурите за 15-ти век се основават само на една поредица от данни от дървесните пръстени от борови четина, което е друга причина, поради която основата за основните твърдения на изследването не е статистически значима. Други автори, като германския изследовател на климата Ханс фон Щорх, също публикуват отзиви (von Storch et al. 2004).

След това „хокейната тояга“ беше проверена независимо. По искане на Научния комитет на Камарата на представителите на САЩ Националният съвет за изследвания свика комисия от дванадесет души от експерти, която представи окончателния си доклад през 2006 г. Резултат:

"Въз основа на анализите, извършени в оригиналното проучване на Mann et al. както и по-скорошни доказателства, заключението на комитета изглежда правдоподобно, че северното полукълбо е било по-топло през последните десетилетия на 20-ти век, отколкото през всички сравними периоди от предишното хилядолетие. "

Докладът посочва само незначителни дефицити в статистическата методология.

Разследване, инициирано от председателя на Комитета на Камарата на представителите на САЩ по енергетика и икономика, републиканецът Джо Бартън, се фокусира специално върху този въпрос. Комисията за това отделно проучване срещна критики както от Конгреса, така и от изследователите. Окончателният доклад (наречен "Доклад на Вегман" след ръководителя на разследването) беше сериозно критикуван за статистическите слабости на проучването на Ман. Докладът обаче не беше подложен на официална партньорска проверка, т.е. не беше разгледан от независими експерти преди публикуването; неговите заключения бяха отхвърлени от други изследователи и той също се сблъсква с твърдения за плагиатство.

Друго разследване, независимо от прегледа от Националния изследователски съвет, беше проведено от Американския център за атмосферни изследвания (National Center for Atmospheric Research). Температурите бяха реконструирани с помощта на различни статистически техники (със и без анализ на основните компоненти), а резултатите бяха публикувани през 2007 г. в специализираното списание Climatic Change (Wahl/Ammann 2007). Температурите, определени за началото на 15 век, се различават донякъде от тези в „хокейната тояга“; Основното твърдение беше потвърдено отново и на тяхно място бяха поставени критици:

„Последните„ корекции “на проучването на Ман, които предполагат, че температурите през 15-ти век биха могли да бъдат толкова високи, колкото тези от края на 20-ти век, се оказват статистически и климатологично безполезни. Нашето разследване предполага, че е необходимо леко изменение на оригиналната реконструкция през първата половина на 15 век (около +0,05 до +0,1 градуса по Целзий), но това е основният извод от проучването на Ман (както и много други температурни реконструкции): че както възходящата тенденция на повърхностните температури през 20-ти век, така и високите в края на 20-ти век са аномални в сравнение с поне предишните 600 години. "

Фигура 2: Сравнение на реконструкцията на „хокейната тояга“ (избори 2007 г., червено) с оригиналната версия (Mann 1998, синьо, без представяне на границите на грешките, съдържащи се в оригинала) и инструментални измервания на температурата (черно); Източник: Wahl/Ammann 2007, skepticalscience.com

И до днес много дебати се фокусират върху ранната работа на Ман - и пренебрегват факта, че палеоклиматологията отдавна е напреднала. От 1999 г. има много други и взаимно независими реконструкции на исторически температури. Използвани са разнообразни прокси данни и различни методи за анализ. И всички стигат до един и същ извод: че последните няколко десетилетия са най-горещите от последните 500 до 2000 години (в зависимост от базата данни и колко назад са реконструкциите).

Но кои са тези прокси, които се използват за определяне на температури, които са били далеч в миналото? И колко надеждни са те?

Сондажи, сталактити, ледници и други температурни архиви

Промените в повърхностната температура водят до температурни аномалии в подземната повърхност, т.е. те охлаждат или затоплят скалата. За определяне на температурите от по-ранни времена се използва фактът, че промените в температурата на повърхността не стават забележими с един замах в подпочвата, а само продължават постепенно все по-дълбоко и по-дълбоко под земята. Причината за бавността на този процес е, че молекулярната дифузия, която до голяма степен е отговорна за транспорта на топлина в земята, е сравнително неефективна (турбуленцията в океана и в атмосферата са много по-ефективни по отношение на транспорта на топлина). Чрез измервания в сондажи могат да се определят по-ранни температури - колкото по-назад искате да погледнете, толкова по-дълбока трябва да бъде сондажът. Реконструкциите, използващи този метод, не могат да изобразят краткосрочни температурни промени, а дават резултати само в мащаб от век. Фигура 3 показва резултатите от измерванията в повече от 600 сондажа, главно в Северна Америка, Европа, Южна Африка и Австралия (Huang et al. 2000). Те откриха, че 20-ти век е най-топлият през последните пет века и този с най-силна тенденция на затопляне.

Фигура 3: Промяна в глобалната повърхностна температура през последните пет века, определена чрез измервания в сондажи (червена линия), засенчването показва границата на несигурност, движещата се петгодишна средна температура въз основа на инструментални измервания (HadCRUT набор от данни на Университета на Източна Англия); Източник: Huang et al. 2000 г.

Друг метод за определяне на средните температури от по-ранни времена използва сталагмити. Тези минерални образувания се образуват от подземни води в подземни пещери. Тъй като в зависимост от температурата те образуват слоеве с различна дебелина всяка година, дебелината на тези слоеве може да се използва като климатичен прокси. Реконструкцията на температурите на северното полукълбо от сталагмитите показва - дори границите на несигурност (сиви области) да са големи - че температурите в края на 20-ти век надвишават максималните оценки от последните 500 години (Smith et al. 2006).

Фигура 4: Температурна реконструкция на северното полукълбо от пещерни минерали (дебела черна линия), показана с два пъти стандартното отклонение (сенчеста площ) в сравнение с други реконструкции на прокси и инструментални измервания; Източник: Smith et al. 2006 г.

Историческите записи за размерите на ледниците също могат да се използват като температурен архив. Тъй като броят на наблюдаваните ледници намалява към миналото, несигурността се увеличава съответно. Независимо от това, както показва Фигура 5, температурите, определени с този метод през последните десетилетия, не само надвишават реконструираните температури от последните 400 години, но и горната граница на диапазона на несигурността.

Фигура 5: Глобална средна температура, изчислена от дължините на ледника. Червените вертикални линии показват несигурността. Източник: Oerlemans 2005

Споменатите примери датират отпреди около 500 години и следователно не обхващат така наречения средновековен топъл период. Но ако разгледате всички климатични практики от ледени ядра, корали, езерни утайки, ледници, сондажи и сталагмити, възможно е да се възстановят относително надеждно температурите в северното полукълбо през последните 1300 години (Mann et al. 2008). Резултатът е показан на фигура 6: Температурите през последните няколко десетилетия надвишиха максималните оценки, базирани на пълномощници (включително несигурности) за последните 1300 години. Ако са включени данни от дървесни пръстени, това твърдение може дори да бъде направено през последните 1700 години.

Фигура 6: Композитен дисплей на температурни реконструкции за северното полукълбо (суша и суша + температури на океана), сенчестите области показват стойностите, които са верни с 95 процента сигурност; Източник: Mann et al. 2008 г.

Така че палеоклиматологията използва широк спектър от прокси и методи за изчисляване на историческите температури. Това позволява независимо потвърждение на първоначалното проучване на Ман: Дори ако - както науката вече знае - „шахтата“ на „хокейната тояга“ е по-малко гладка, отколкото се смяташе първоначално, острието й стърчи значително отвъд нея. Така че последните десетилетия са почти сигурно най-топлите през последното хилядолетие.