Eksperiment evaluerer effekten af ​​menneskelige beslutninger på klimarekonstruktioner

Det første dobbeltblindede eksperiment, der analyserer den rolle, som menneskelig beslutningstagning spiller i klimarekonstruktioner, har fundet ud af, at det kan føre til væsentligt forskellige resultater.

Eksperimentet, designet og drevet af forskere fra University of Cambridge, havde flere forskergrupper fra hele verden brugt de samme rå træringdata til at rekonstruere temperaturændringer i løbet af de sidste 2, 000 år.

Mens hver af rekonstruktionerne tydeligt viste, at den seneste opvarmning på grund af menneskeskabte klimaændringer er uden fortilfælde i de sidste to tusinde år, der var bemærkelsesværdige forskelle i variansen, amplitude og følsomhed, hvilket kan henføres til beslutninger truffet af de forskere, der har bygget de enkelte rekonstruktioner.

Professor Ulf Büntgen fra University of Cambridge, hvem ledede forskningen, sagde, at resultaterne er "vigtige for gennemsigtighed og sandhed - vi tror på vores data, og vi er åbne omkring de beslutninger, som enhver klimaforsker skal træffe, når de bygger en rekonstruktion eller model."

For at forbedre pålideligheden af ​​klimarekonstruktioner, forskerne foreslår, at teams laver flere rekonstruktioner på én gang, så de kan ses som et ensemble. Resultaterne er rapporteret i journalen Naturkommunikation .

Oplysninger fra træringe er den vigtigste måde, hvorpå forskere rekonstruerer tidligere klimaforhold ved årlige opløsninger:lige så karakteristisk som et fingeraftryk, ringene dannet i træer uden for troperne er årligt præcise vækstlag. Hver ring kan fortælle os noget om, hvordan forholdene var i en bestemt vækstsæson, og ved at kombinere data fra mange træer i forskellige aldre, forskere er i stand til at rekonstruere tidligere klimaforhold, der går hundreder og endda tusinder af år tilbage.

Rekonstruktioner af tidligere klimaforhold er nyttige, da de kan placere nuværende klimaforhold eller fremtidige fremskrivninger i sammenhæng med tidligere naturlig variabilitet. Udfordringen med en klimagenopbygning er, at der – i mangel af en tidsmaskine – ikke er nogen måde at bekræfte, at den er korrekt.

"Mens oplysningerne i træringene forbliver konstante, mennesker er variablerne:de kan bruge forskellige teknikker eller vælge en anden delmængde af data til at bygge deres rekonstruktion, sagde Büntgen, som er baseret på Cambridge's Department of Geography, og er også tilknyttet CzechGlobe Center i Brno, Tjekkiet. "Med enhver rekonstruktion, der er et spørgsmål om usikkerhedsintervaller:hvor sikker du er på et bestemt resultat. Der er gået meget arbejde i at forsøge at kvantificere usikkerheder på en statistisk måde, men det, der ikke er blevet undersøgt, er beslutningstagningens rolle.

"Det er ikke sådan, at der er én enkelt sandhed - hver beslutning, vi træffer, er subjektiv i større eller mindre grad. Forskere er ikke robotter, og vi ønsker ikke, at de skal være det, men det er vigtigt at lære, hvor beslutningerne træffes, og hvordan de påvirker resultatet."

Büntgen og hans kolleger udtænkte et eksperiment for at teste, hvordan beslutningstagning påvirker klimagenopbygninger. De sendte rå træringdata til 15 forskergrupper rundt om i verden og bad dem bruge dem til at udvikle den bedst mulige storstilede klimagenopbygning til sommertemperaturer på den nordlige halvkugle gennem de sidste 2000 år.

"Alt andet var op til dem - det kan lyde trivielt, men denne slags eksperiment var aldrig blevet lavet før, sagde Büntgen.

Hver af grupperne kom med en anden rekonstruktion, baseret på de beslutninger, de tog undervejs:de data, de valgte, eller de teknikker, de brugte. For eksempel, en gruppe kan have brugt instrumentelle måldata fra juni, juli og august, mens en anden måske kun har brugt gennemsnittet af juli og august.

De vigtigste forskelle i rekonstruktionerne var amplitudeforskellene i dataene:præcis hvor varm var middelalderens opvarmningsperiode, eller hvor meget køligere en bestemt sommer var efter et stort vulkanudbrud.

Büntgen understreger, at hver af rekonstruktionerne viste de samme overordnede tendenser:der var perioder med opvarmning i det 3. århundrede, samt mellem det 10. og 12. århundrede; de viste alle brat sommerafkøling efter klynger af store vulkanudbrud i det 6. 15. og 19. århundrede; og de viste alle, at den seneste opvarmning siden det 20. og 21. århundrede er uden fortilfælde i de sidste 2000 år.

"Du tror, ​​at hvis du starter med de samme data, du vil ende med det samme resultat, men klimagenopbygning fungerer ikke sådan, " sagde Büntgen. "Alle rekonstruktioner peger i samme retning, og ingen af ​​resultaterne modarbejder hinanden, men der er forskelle, som må henføres til beslutningstagning."

Så, hvordan ved vi, om vi skal stole på en bestemt klimagenopbygning i fremtiden? I en tid, hvor eksperter rutinemæssigt udfordres, eller helt afskediget, hvordan kan vi være sikre på, hvad der er sandt? Et svar kan være at notere hvert punkt, hvor en beslutning træffes, overveje de forskellige muligheder, og producere flere rekonstruktioner. Det ville selvfølgelig betyde mere arbejde for klimaforskere, men det kunne være en værdifuld kontrol for at anerkende, hvordan beslutninger påvirker resultaterne.

En anden måde at gøre klimarekonstruktioner mere robuste på er, at grupper samarbejder og ser alle deres rekonstruktioner sammen, som ensemble. "På næsten ethvert videnskabeligt område, du kan pege på en enkelt undersøgelse eller et enkelt resultat, der fortæller dig, hvad du skal høre, " sagde han. "Men når du ser på mængden af ​​videnskabelige beviser, med alle dens nuancer og usikkerheder, du får et klarere helhedsbillede."