|
Proxydata for temperaturen, og solcykluslængde
I 1995 udvidede Knud Lassen og Eigil Friis-Christensen (JASTP, vol. 57, p.835, 1995) det tidligere arbejde ved at bruge proxydata for temperaturen i tiden inden termometermålingerne findes.
Hvad er 'proxydata'?
‘Proxydata’ er betegnelsen for data, der opfører sig ligesom, eller næsten ligesom, noget andet - et eksempel er træringenes tykkelse brugt som mål på temperatur. Træringe bliver tykkere i de fleste typer træer, når det er varmt, og derfor kan man ved at måle ringenes tykkelse få en ide om det var varmt eller koldt, da ringen voksede. Ved at have ringtykkelser fra tider, hvor man også har termometerdata, kan man kalibrere ringenes tykkelse, således at man kan sige, at en ring på den og den tykkelse svarer til en temperatur af en hvis størrelse.
Andre eksempler på proxydata er korallers ringe, og visse historiske klimadata som f.eks. den sidste dag på året med is i havnen, eller dagen visse planter og buske blomstrede, eller vækstgrænsen for planter osv.
Problemer med proxydata
Træringes tykkelse afhænger dog ikke kun af temperaturen på vækststedet, men også af ting som nedbør og gødningstilførsel. Antager man at gødningsmængden ikke ændrer sig med tiden (en rimelig antagelse i en skov hvor træerne passer sig selv over lang tid), er der stort set kun temperaturen og nedbøren tilbage som kan påvirke ringenes tykkelse. Idet nedbør og temperatur godt kan være forbundne (i Danmark er det f.eks. tit koldt i sommer-perioder hvor det regner meget) har man principielt set et problem ved anvendelsen af ringtykkelser til temperaturmålinger. Oftest løses problemet ved at man ignorerer det og blot kalibrerer ringenes tykkelse mod temperatur og regner med at variationerne, der skyldes nedbør, midles ud, således at ringtykkelserne i middel angiver temperaturen ret godt.
I arbejdet som Knud Lassen og Eigil Friis-Christensen (KL og EFC) lavede i 1995, brugte de proxydata for temperaturen, tilvejebragt af de amerikanske forskere Landsberg og Groveman, til at dække tidsrummet fra midten af 1500-tallet til begyndelsen af den instrumentelle periode - lige inden 1900. Disse proxydata var sammensat af flere datasæt af varierende længde - det er nemlig ikke muligt at finde et stort antal lige lange proxyserier der dækker det samme tidsrum. Derfor er man som regel henvist til at benytte forskelligt lange proxyserier samt et varierende antal til forskellige tider. Således bestod proxyserien, der benyttedes i 1995-arbejdet, af et fåtal meget lange serier, som gik lige fra starten, og adskillige kortere serier, som hovedsagelig dækkede senere århundreder.
Sammensætning af proxyserier
En sådan inhomogen tidsserie skal sammensættes på en speciel måde, således at indflydelsen af det forskellige antal bestanddels-serier ikke giver et skævt resultat, og det gjorde Groveman og Landsberg i deres arbejde. Dog er det meget svært at komme uden om problemerne, der har med det lille antal af serier i begyndelsen at gøre, fordi disse jo ikke kan repræsentere store dele af Jorden, men mest visse områder med lignende klima. Oftest mangler man data fra troperne (det er ikke der forskerne bor og arbejder) og de polare områder (der er jo kun få planter) og er henvist til proxyserier, der repræsenterer mellembreddegrader.
Endelig kommer der visse problemer, der har at gøre med sammenlægningen af serierne til een serie. Man lægger ikke bare serierne sammen, som de er, men udregner hver series afvigelse fra dens middelværdi i en given periode (f.eks. en årrække der er repræsenteret i alle serierne), og sammenlægger derefter disse midler til een serie. Denne proces medfører egne problemer, som har med valget af referenceperioden at gøre, idet denne ikke nødvendigvis ligger der hvor de instrumentelle målinger findes - f.eks. kan en trærings-serie godt komme fra en bjælke i et gammelt dateret hus og således give information om en tid, der ligger århundreder før 1900-tallet.
Kalibrering af proxydata
Egentlig kan man ikke sammenligne eller sammenstille data, der har forskellige reference-epoker, men i mangel af bedre fremgangsmåde gør man det alligevel og fjerner en del af problemerne ved at f.eks. kalibrere den resulterende middel-tidsserie af proxydata med moderne termometermålinger i den periode, hvor disse data overlapper hinanden.
Med disse velkendte problemer i hu brugte KL og EFC proxyserien for temperatur fra 1500-tallet, som Landsberg og Groveman havde fremstillet, for at afprøve den teori, de selv havde udviklet fra 1900-tallets instrumentelle data og solcyklelængder, på data tilbage i tiden.
Figuren viser figur 6 fra KL og EFC's 1995 arbejde. Solcyklus-længder (blå) sammenlignes med temperaturer som er intervalmidler. Man kan se at der er fin overenstemmelse mellem perioderne med korte solcykluser (højre akse) og varme (venstre akse) og lange cykluser og relativ kulde. Et mindre hop adskiller den lange proxy temperatur serie (lilla) fra de instrumentelle værdier til sidst (grønt).
Som det fremgår af artiklen var KL og EFC godt klar over, at der var en lille forskel i temperatur-skalaerne for proxydata og instrumentelle data, som det ses ved punkterne nær 1870, men hovedresultatet af deres arbejde bestod i at vise at der var fin overensstemmelse imellem længden af solcyklerne og temperaturen eller proxy’en for temperatur. Deres undersøgelse forsøgte ikke at vise en overensstemmelse mellem de egentlige værdier af temperatur og SCL, men blot at lange cykler svarede til relativt kolde temperaturer og korte cykler til relativt varme tilstande, som tilfældet også er det i den instrumentelle periode hvor meningsfyldte numeriske værdier kan sættes på relationen.
For yderligere information eller spørgsmål om sammenhængen mellem solaktivitet og klima, kan man sende e-mail til Sol-Jord Fysik sektionen ved DMI, f.eks. til Peter Thejll, thejll@dmi.dk
DMI 9. Marts 1999