Europeiska sommartemperaturer sedan romartiden

Nyligen skrev vi om den första av två rykande färska artiklar om historiska klimat som historikern Fredrik Charpentier Ljungqvist har bidragit till. Här fortsätter vi med den andra artikeln, som handlar om rekonstruktioner av europeiska sommartemperaturer under de senaste 2000 åren. Rekonstruktionerna bygger på årsringar från träd, och man har använt data både för bredden på ringarna och för höstvedens densitet. Man har också använt sig av historiska dokument. Det här är vad man kom fram till:

Delfigur (a) visar varifrån trädringsdata (trianglar) och historiska dokument (grå fyrkant) kommer. Delfigur (b) visar rekonstruktionerna av sommartemperaturer för de senaste 150 åren, och jämför dessa med termometermätningar. Överensstämmelsen mellan rekonstruktionerna och termometermätningarna är väldigt god. Delfigur (c) visar samma sak för perioden 138 f.Kr.–2003 e.Kr. De två metoderna som man har använt för att uppskatta temperaturerna ifrån trädsringsdata kallas för Bayesiansk Hierarkisk Modellering (BHM) och Komposit-Plus-Skalning (CPS) - ursäkta för de något klumpiga översättningarna från engelskan - och visas med blå respektive röda kurvor.

Precis som i rekonstruktionerna i den förra artikeln kan vi se en varm period de första århundradena e.Kr som har kallats den romerska värmeperioden, men sedan en köldknäpp under 500-talet som inleder den sen-antika lilla istiden. Det är generellt varmare runt 900 och 1200 (den medeltida klimatanomalin), men under en period runt 1100 förfaller det fakiskt ha varit riktigt kallt (fanns det en medeltida liten istid också?). Från 1300 fram till kanske 1850 var det också förhållandevis kallt. De senaste decennierna har varit mycket varma. Det övergripande mönstret är en långsam och oregelbunden avkylning som har övergått till en snabb uppvärmning det senaste seklet eller så. Det är samma mönster som vi ser globalt (och för hela året) enligt rekonstruktioner från PAGES 2K-projektet, som förresten Ljungqvist också har deltagit i.

Däremot ser det inte så mycket ut som i den schematiska figur som  återfanns i första IPCC-rapporten, och som bygger på Hubert Lambs rekonstruktioner från 60- och 80-talen av centrala Englands temperaturer de senaste 1100 åren.

Lamb var en pionjär, men paleoklimatforskningen har gjort betydande framsteg sedan hans dagar. Lambs graf är dock inte bara av vetenskapshistoriskt intresse: den återges ofta på klimatförvillarbloggar som om den vore bästa tillgängliga kunskap även idag, och inte bara för England eller Europa, utan för det globala klimatet. Jag såg den faktiskt senast just idag (14/2) i ett inlägg på en svensk klimatförvillarblogg (som jag inte tänker länka till) där man ägnar sig åt  ett närmast rituellt förtal av paleoklimatforskaren Michael Mann.

Men åter till artikeln! Man har inte bara rekonstruerat historiska temperaturer (för sommaren), utan man har även testat hur väl klimatmodeller kan återge dessa från 800-talet och framåt.

De blå och röda kurvorna visar de rekonstruerade sommartemperaturerna, medans motsvarande för modelkörningarna visas i grönt och lila.  Många olika modeller har använts, så det intressanta är att jämföra med de gröna och lila fälten, som visar körningarnas spridningar (de ger inte alla samma resultat). Modellerna använder olika skattningar för klimatdrivande faktorer ("forcings"), och den största skillnaden finns för solinstrålning. Det är därför det finns två grupper: en med mindre variationer i solinstrålning (grönt) och en med mer (lila).

Rekonstruerade och modellgenererade temperaturer följs åt ganska väl: de förra ligger för det mesta innanför de senare. I synnerhet den blå kurvan (från den Bayesianska metoden) sticker dock utanför ibland, vilket syns tydligast runt 900 och 1200. Artikeln nämner att det kan bero på att den Europeiska regionens klimat  är extra känsligt för variationer i solinstrålningen. Enligt en artikel från 2015 av Ineson et al kan detta i sin tur bero på att solinstrålningen påverkar de nordatlantiska och arktiska oscillationerna. Detta är ett förhållande som klimatmodellerna i så fall inte lyckas återge tillräckligt väl. Men skillnaden kan också bero på att modellerna underskattar intern variabilitet (t ex påverkan av havsströmmar) eller helt enkelt på brister i rekonstruktionerna.

Det är så vetenskapen ofta fungerar. Vi har många olika källor till förståelse för hur klimatet fungerar: kunskaper om olika fysikaliska processer; avancerade klimatmodeller som låter oss tillämpa och testa dessa fysikaliska kunskaper på specifika situationer; direkta observationer av t ex temperatur, nederbörd, atmosfärens sammansättning, solinstrålning och vulkaner för de senaste decennierna/seklerna; samt indirekta rekonstruktioner av dessa parametrar längre bak i tiden (både för historiska och geologiska tidsperspektiv). Och dessa olika källor till förståelse hänger ihop och korsbefruktar varandra. Den här artikeln är ett utmärkt exempel på detta.

Referenser
J Luterbacher et al. European summer temperatures since Roman times. Environmental Research Letters, 2016.

Europas klimat under den sen-antika lilla istiden

Historikern Fredrik Charpentier Ljungqvist är medförfattare till två spännande artiklar som publicerats nu i februari. Den första artikeln är ett tvärvetenskapligt arbete som handlar om klimat och historia under 500- och 600-talen i Europa och Centralasien. Det var en dramatisk tid då den Justianiska pesten drabbade medelhavsområdet och dödade miljontals människor - den orsakades av samma bakterie, Yersinia Pestis, som den medeltida Digerdöden - och då de slaviska, arabiska och turkiska folkgrupperna expanderade. Artikeln visar att detta sammanföll med en väldigt kall och troligen också torr period i Europa och Centralasien som författarna döper till den sen-antika lilla istiden (Late Antique Little Ice Age). Under denna period var jordbruket och boskapskötseln hårt pressade.

Man har använt trädringar från lärkträd från två höglänta områden: Altai i Centralasien och Alperna i Europa. Man har på så sätt rekonstruerat sommartemperaturer ända tillbaka till andra respektive första århundradet för dessa två regioner. Figuren här nedan visar hur det såg ut enligt dessa rekonstruktioner. Den sen-antika lilla istiden är markerad med "LALIA". Man kan också urskilja den romerska värmeperioden, den varma medeltida klimatanomalin, den lilla istiden, samt de senaste decenniernas historiskt unika värme.  

 Längst ned i figuren ser vi också större vulkanutbrott (staplar) samt solinstrålning (ljusgrå kurva). Den sen-antika lilla istiden sammanföll med flera stora vulkanutbrott, och dessa bör ha haft en avkylande effekt. Solinstrålningen avtar också under perioden. för att sedan gå upp igen under 800-talet.

Medan den första artikeln fokuserar på en viss period och dess klimatologiska och historiska skeenden och bygger på data från två avgränsade regioner, så tar den andra artikeln ett större grepp och täcker hela Europa. Den jämför även  de rekonstruerade temperaturerna med körningar av klimatmodeller. Men den skriver vi om i ett kommande inlägg.

Referenser:
Ulf Büntgen, Vladimir S. Myglan, Fredrik Charpentier Ljungqvist, Michael McCormick, Nicola Di Cosmo, Michael Sigl, Johann Jungclaus, Sebastian Wagner,  Paul J. Krusic, Jan Esper, Jed O. Kaplan, Michiel A. C. de Vaan, Jürg Luterbacher, Lukas Wacker, Willy Tegel & Alexander V. Kirdyanov.
Cooling and societal change during the Late Antique Little Ice Age from 536 to around 660 AD
Nature Geoscience (2016) doi:10.1038/ngeo2652