Medeltida global uppvärmning

För sexhundra år sedan var världen varm. Eller så var det kanske inte. Vad är sanningen? Akta sig. Denna fråga har nyligen höjts från ett rent vetenskapligt problem till en av de heta (eller kalla) frågorna i modern politik. Argumentera för fel svar och du riskerar att bli stämplad som liberal alarmist eller konservativ neandertalare. Eller så kanske du blir av med jobbet.

Sex redaktörer sa nyligen upp sig från tidskriften Klimatforskning på grund av denna fråga. Deras brott: att publicera artikeln Proxy Climatic and Environmental Changes of the Past 1,000 Years, av W. Soon och S. Baliunas från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Utan att fälla dom över just detta papper kan jag ändå påpeka att våra tidskrifter är fulla av dåliga papper. Om redaktörer skulle sägas upp varje gång de publicerade en, skulle de alla vara arbetslösa inom en månad eller två. Det som gjorde Soon och Baliunas situation annorlunda är att deras tidning väckte enorm uppmärksamhet. Och det är för att det väckte tvivel på hockeyklubban.

Om du inte vet vad hockeyklubban är, gör en Google-sökning, inklusive ordet klimat. Du kommer att lära dig att det är smeknamnet för en anmärkningsvärd graf som har blivit en affisch för miljörörelsen. Publicerad av M. Mann och kollegor 1998 och 1999, visade handlingen att klimatet på norra halvklotet hade varit anmärkningsvärt konstant i 900 år tills det plötsligt började hetta upp för cirka 100 år sedan - precis vid den tidpunkt då människans användning av fossila bränslen började pressa upp nivåerna av atmosfärisk koldioxid. Den övergripande formen på kurvan liknade en hockeyklubba som låg på ryggen - en rak del med en plötslig böj uppåt nära slutet.

Hockeyklubban förvandlades från en vetenskaplig handling till den mest återgivna bilden av diskussionen om global uppvärmning. Nedanstående version kommer från den inflytelserika rapporten från 2001 från Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Hockeystickfiguren dyker upp fem gånger bara i sammanfattningsvolymen.

Snart fick grafen ett mycket effektivt ljud: 1998 var det varmaste året under de senaste tusen åren . Detta gav en övertygande slutsats: den globala uppvärmningen är verklig; människorna är skyldiga; vi måste göra något - skynda oss och ratificera Kyotofördraget om begränsningar av utsläpp av fossila bränslen. Ändå uppmanade vissa forskare till försiktighet, en gå långsamt tillvägagångssätt. Som en vis man en gång varnade, låt inte det enbart brådskande störa det verkligt viktiga.

där var ett mindre vetenskapligt fel. Hockeyklubban stred mot tidigare arbeten som hade kommit fram till att det hade varit en medeltida värmeperiod. I själva verket höll den inte med en intrig som publicerades av IPCC själv ett decennium tidigare (i dess rapport från 1990) som visade uttalade varma temperaturer från åren 1000 till 1400.

Sådana inkonsekvenser är vanliga inom vetenskapen, och forskare älskar dem. De betyder mer arbete, kanske lite offentlig uppmärksamhet (vilket inte kan skada finansieringen) och spänningen som kommer med ansträngningen att lösa osäkerhet. The Soon and Baliunas-tidningen var en del av denna process. Deras papper presenterade alla uppgifter till förmån för den medeltida varma perioden.

Debatten växte. Kritiker av Soon och Baliunas anklagade att deras tidning inte var balanserad; eftersom det bestod av en sammanställning av data som visade uppvärmning på olika platser vid olika tidpunkter, gick kritiken, arbetet var inte ett giltigt vederläggande av hockeyklubbans analys, som hade kombinerat en mycket större uppsättning data. Det var en giltig oro, men det betydde inte nödvändigtvis att resultaten från Soon och Baliunas skulle ignoreras. Det betydde helt enkelt att frågan fortfarande var öppen.

Samtidigt skrämde kritikerna Klimatforskning för att han påstås ha misslyckats med att kontrollera Soon and Baliunas tidning ordentligt. Förlaget, ett tyskt företag som heter Inter-Research, gick med på det, vilket ledde till att tidskriftens chefredaktör och så småningom fem andra redaktörer avgick.

Sedan förra månaden blev situationen ännu mer komplex. S. McIntyre och R. McKitrick publicerade en artikel i Energi och miljö med en detaljerad kritik av det ursprungliga hockeyklubban. De påstod rakt ut att de ursprungliga Mann-papperna innehöll sorteringsfel, omotiverade trunkering av extrapolering av källdata, föråldrade data, geografiska platsfel, felaktiga beräkningar av huvudkomponenter och andra kvalitetskontrolldefekter. Dessutom, när de rättade till dessa fel kom den medeltida varma perioden tillbaka starkt. Mann, et al., höll inte med. De publicerade omedelbart ett svar på webben, med sin kritik av McIntyre och McKitricks analys.

Oenigheten är inte politisk; det mesta härrör från giltiga frågor som involverar fysik och matematik. Först fysiken. En korrekt termometer uppfanns inte förrän 1724 (av Fahrenheit), och bra världsomspännande rekord fanns inte före 1900-talet. För tidigare epoker är vi beroende av indirekta uppskattningar som kallas proxies. Dessa inkluderar bredden på trädringar, förhållandet mellan syreisotoper i glaciärisen, variationer i arter av mikroskopiska djur fångade i sediment (olika sorter trivs vid olika temperaturer) och till och med historiska register över hamnavstängningar från is. Naturligtvis svarar dessa proxy även på andra väderelement, såsom nederbörd, molntäcke och stormmönster. Dessutom är de flesta proxyservrar känsliga för lokala förhållanden, och extrapolering till det globala klimatet kan vara farligt. Välj fel proxy och du får fel svar.

Matematikfrågorna involverar procedurerna för att kombinera datamängder. Mann använde en välkänd metod som kallas principkomponentanalys. Denna metod extraherar beteendet som de har gemensamt från en uppsättning proxyposter. Det kan vara känsligare än att bara beräkna medelvärde för data, eftersom det vanligtvis undertrycker icke-lobala variationer som bara förekommer i ett fåtal poster. Men för att använda det måste proxyposterna samplas vid samma tidpunkter och ha samma längd. De data som var tillgängliga för Mann och hans kollegor var det inte, så de måste beräknas i genomsnitt, interpoleras och extrapoleras. Det krävde subjektiva bedömningar som – tyvärr – kunde ha påverkat slutsatserna.

När jag först läste Mann-tidningarna 1998, blev jag besviken över att de inte diskuterade sådana systematiska fördomar i detalj, särskilt eftersom deras slutsatser upphävde den medeltida värmeperioden. Inom de flesta vetenskapsområden är forskare som uttrycker mest självtvivel och som underskattar sina slutsatser de som är mest respekterade. Forskare betraktar med förakt dem som framför sina slutsatser för pressen. Jag var orolig för hockeyklubban från början. När jag skrev min bok om paleoklimat (utgiven 2000) inkluderade jag från början hockeyklubban i det inledande kapitlet. I det andra utkastet klippte jag figuren, även om jag lämnade en referens. Jag litade inte tillräckligt på det.

Förra månadens artikel av McIntyre och McKitrick väckte relevanta frågor. De hade fått tillgång (av Mann) till detaljer om verket som inte var allmänt tillgängliga. Oberoende analys och (när det är möjligt) oberoende datamängder är i slutändan sanningens avgörande. Det är precis så vetenskapen bör, och vanligtvis gör, gå tillväga. Det är därför som Nobelpriser ofta delas ut ett till tre decennier efter att arbetet slutförts - för att undvika misstag. Sanningen är inte lätt att hitta, men en långsam process är den enda som fungerar tillförlitligt.

Det var olyckligt att många forskare godkände hockeyklubban innan den kunde utsättas för den tråkiga tidsöversikten. Ironiskt nog verkar det som att dessa forskare hoppade över granskningen just för att resultaten var så viktiga.

Låt mig vara tydlig. Min egen läsning av litteraturen och studier av paleoklimat tyder starkt på att koldioxid från förbränning av fossila bränslen kommer att visa sig vara den största föroreningen i mänsklighetens historia. Det kommer sannolikt att få allvarliga och skadliga effekter på det globala klimatet. Jag skulle älska att tro att resultaten av Mann et al. är korrekta, och att de senaste åren har varit de varmaste på ett årtusende.

Älskar att tro? Mina egna ord får mig att rysa. De utlöser min forskares instinkt för försiktighet. När en slutsats är attraktiv, är jag frestad att sänka mina standarder, att göra luddigt arbete. Men det är inte vägen till sanningen. När slutsatserna är attraktiva måste vi vara extra försiktiga.

Den offentliga debatten gör inte så lätt. Politiska journalister har hoppat in, med diskussioner inte bara om vetenskapen, utan om forskarnas politiska bakgrund och deras potentiella fördomar från finansieringskällor. Det är också forskarna själva som har fel. Vissa finner berömmelse och ära, och till och med en känsla av att de är viktiga. (Det är anmärkningsvärt sällsynt inom vetenskapen.) Vi driver in i ad hominem-motattacker. Kritisera hockeyklubban och några kollegor verkar tro att du har en politisk agenda - jag har själv upptäckt detta. Acceptera hockeyklubban, och andra anklagar dig för okritisk tanke.

Det finns också giltiga farhågor hos politiker som måste fatta beslut i tid. 1947 blev Harry Truman så irriterad på ekonomernas fördomar att han skämtade om att han ville ha en enarmad rådgivare – som å andra sidan inte kunde säkra sina slutsatser med frasen.

Vissa tror att vetenskapen tjänas av öppen debatt mellan vänsterhänta och högerhänta förespråkare, precis som i politiken. Men vetenskapens historia visar att det bäst görs av människor som har två händer var. Presentera resultat med försiktighet och insistera på att vara tvetydig. Överlåt till presidenten och hans rådgivare att fatta beslut baserat på osäkra slutsatser. Överdriv inte resultaten. Använd båda händerna. Vi har inte råd att sänka våra standarder bara för att problemet är så akut.

Dölj