11. februar 2020

Istiderne skyldes i væsentlig grad tilfældigheder

Klimaforskning:

En analyse af det såkaldte klimaspektrum viser, hvorfor istiderne ikke opfører sig helt, som teorien foreskriver. Der er et stort element af tilfældighed involveret, når en istid begynder eller slutter, viser det sig. Analysen er foretaget af blandt andre Peter Ditlevsen fra Is, Klima og Geofysik ved Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, som mener resultatet tyder på, vi måske bør anlægge en mere konservativ risikovurdering end den, IPCC anbefaler. Resultatet er nu publiceret i det videnskabelige tidsskrift Climate Dynamics.

Peter Ditlevsen fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet er leder af TIPES-projektet, der ved hjælp af  klimamodeller vil forudsige pludselige og voldsomme ændringer i klimaet – de såkaldte 'tipping points’. 

Når vi skal fremskrive nutidens klima, er det godt at have forstået fortidens. Det gør vi. Til dels. En del detaljer driller stadig klimaforskerne.

Et eksempel på det er istidernes periodicitet, altså, hvordan istider kommer og går. De burde følge en teori, udarbejdet af blandt andre astronomen Milankovitch i 1920-erne, der matematisk beskriver, hvordan solens indstråling i polar-områderne varierer over tid. Det sker, fordi Jordens bane rundt om solen er elliptisk og vores kære klode samtidig vipper lidt som en snurretop.

Tilsammen betyder disse små forskelle, at mængden af lys og derved varme, som stråler ind fra solen og rammer Jordens poler, løbende ændrer sig over en periode på cirka 40.000 år, og giver anledning til istider og mellemistider.

Istiderne driller

Teorien er god, bare ikke tilstrækkelig. Historisk set er istider ikke kommet og gået med den præcision, teorien foreskriver. Hvorfor ikke? Skyldes det støj i klimaet – altså tilfældigheder, som kommer til at overskygge den overordnede mekanisme, eller måske fejl i teorien? Det har længe været uafklaret.

Nu har TiPES-forskerne Peter Ditlevsen fra Niels Bohr Institutets Is, Klima og Geofysik center ved Københavns Universitet og kollegaerne Takahito Mitsui fra Tokyo Universitet og Michel Crucifix fra UCLouvan i Belgien et bud.

I deres artikel ”Crossover and peaks in the Pleistocene climate spectrum; understanding from simple ice age models”, netop offentliggjort i tidsskriftet Climate Dynamics, argumenterer de, at det skyldes, at klimaet grundlæggende er mere kaotisk, end modellen foreskriver. Det er et mylder af tilfældigheder, som forskyder istiderne i forhold til teorien.

Tilfældigheder spiller stor rolle

Med andre ord. Teorien er god, der er blot så meget baggrundstøj fra andre processer, at det til dels overdøver virkningen fra de astronomiske variationer.

Det er en analyse af det såkaldte klimaspektrum, som har ført til denne konklusion. Klimaspektret er beregnet ud fra observerede svingninger i fortiden klima. Det viser, hvordan et hav af forskellige processer indvirker på klimaet - for eksempel stigende og faldende mængder af CO2, stigende og faldende mængder af energi fra solen, stigende og faldende mængder af geologisk aktivitet og så videre.

Nogle af disse ændringer kommer og går over korte tidsrum, andre over længere tid. Eller sagt på en anden måde: Nogle har høj frekvens, andre lav frekvens. Tilsammen viser de et billede af den variation, klimaet har udvist over tid.

I den ny analyse er klimaspektret sammenlignet med de forventninger, man har fra forskellige teorier om istidsvariationer. Analysen afslører, at klimaspektret ganske som forventet er sammensat af en række underliggende, periodiske processer, men også en stor del baggrundsstøj som ikke er periodisk. Det betyder, at tilfældigheder spiller afgørende roller i ændringer af klimaet.

Tipping points sværere at forudsige

- Med resultatet forstår vi bedre, hvordan istider kommer og går. Men vi kan også se at klimaet kan reagere voldsomt og uforudsigeligt på ydre påvirkninger, såsom vores nuværende udledninger af CO2. Det betyder vi får svært ved at beregne om - eller hvornår, vi rammer et tipping point i klimaet, og skal måske anlægge en endnu mere konservativ risikovurdering end den IPCC anbefaler, siger Peter Ditlevsen.

Overskrider vi et tipping point ændrer hele klimasystemet sig uigenkaldeligt til en ny tilstand.

Forskningen er udført som en del af TiPES-projektet. TiPES er et europæisk forskningssamarbejde, finansieret under EU's Horizon 2020, og har til mål at forbedre vores forståelse af tipping points i klimasystemet og derved skabe et bedre grundlag for politiske beslutninger omkring klimaspørgsmål.

Link til videnskabelig publikation >>