Графики хоккейной клюшки представляют глобальные или полушария среднего температурного рекорда за последние 500-2000 лет , как показано количественными климатическими реконструкциями на основе климатических косвенных записей. Эти реконструкции последовательно показывали медленную долгосрочную тенденцию к охлаждению, сменяющуюся относительно быстрым потеплением в 20 веке, с инструментальным температурным рекордом к 2000 году, превышающим более ранние температуры.
Термин «график хоккейной клюшки» был популяризирован климатологом Джерри Малманом для описания модели, показанной реконструкцией Манна, Брэдли и Хьюза 1999 года (MBH99), которая представляет собой относительно плоский график с нисходящей тенденцией к 1900 году, образующий «стержень» хоккейной клюшки, за которым следует резкий, устойчивый рост, соответствующий части «лезвия». [1] [2] Реконструкции были представлены в отчетах Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) как доказательство глобального потепления . Аргументы по поводу реконструкций были подхвачены лоббистскими группами, финансируемыми ископаемым топливом, которые пытаются поставить под сомнение климатическую науку. [3]
Палеоклиматология восходит к 19 веку, а концепция изучения варвов в озерных ложах и годичных кольцах деревьев для отслеживания локальных климатических изменений была предложена в 1930-х годах. [4] В 1960-х годах Хьюберт Лэмб обобщил исторические документы и температурные записи центральной Англии, чтобы предложить Средневековый теплый период примерно с 900 по 1300 год, за которым последовал Малый ледниковый период . Это было основой «схематической диаграммы», представленной в Первом оценочном докладе МГЭИК 1990 года, наряду с предостережениями о том, что средневековое потепление могло не быть глобальным. Было разработано использование индикаторов для получения количественных оценок температурных записей прошлых столетий, и к концу 1990-х годов ряд конкурирующих групп климатологов обнаружили признаки того, что недавнее потепление было исключительным. Брэдли и Джонс 1993 представили метод «Композитный плюс масштабирование» (CPS), который по состоянию на 2009 год все еще использовался большинством крупномасштабных реконструкций. [5] [6] Их исследование было представлено во Втором оценочном докладе МГЭИК 1995 года.
В 1998 году Майкл Э. Манн , Рэймонд С. Брэдли и Малкольм К. Хьюз разработали новые статистические методы для создания Mann, Bradley & Hughes 1998 (MBH98), первой реконструкции поля климата на основе собственных векторов (CFR). Она показала глобальные закономерности годовой температуры поверхности и включила график средних температур полушария до 1400 года с затенением, подчеркивающим, что неопределенности (до двух пределов стандартной ошибки ) были намного выше в более ранние века. [7] Джонс и др. 1998 независимо создали реконструкцию CPS, простирающуюся на тысячу лет назад, а Манн, Брэдли и Хьюз 1999 (MBH99) использовали методологию MBH98, чтобы расширить свое исследование до 1000 года. [2] [8]
Версия графика MBH99 была представлена в Третьем оценочном докладе МГЭИК 2001 года (TAR), который также опирался на работы Джонса и др. 1998 года и три других реконструкции, чтобы подтвердить вывод о том, что в Северном полушарии 1990-е годы, вероятно, были самым теплым десятилетием, а 1998 год — самым теплым годом за последние 1000 лет. [8] График стал предметом спора для тех, кто выступал против укрепления научного консенсуса о том, что тепло конца 20 века было исключительным. [9] В 2003 году, когда усилилось лоббирование Киотского протокола 1997 года , статья, утверждающая более сильное средневековое тепло, была быстро отклонена учеными в споре Суна и Балиунаса . [10] Позже в 2003 году Стивен Макинтайр и Росс Маккитрик опубликовали статью McIntyre & McKitrick 2003b, в которой оспаривают данные, использованные в статье MBH98. В 2004 году Ганс фон Шторх опубликовал критику статистических методов, как имеющих тенденцию преуменьшать изменения в более ранних частях графика, хотя это было оспорено, и позже он признал, что эффект был очень незначительным. [11] В 2005 году Макинтайр и Маккитрик опубликовали критику методологии анализа главных компонентов , использованной в MBH98 и MBH99. Их анализ впоследствии был оспорен опубликованными работами, включая Huybers 2005 и Wahl & Ammann 2007, которые указали на ошибки в методологии Макинтайра и Маккитрика. Политические споры привели к формированию группы ученых, созванной Национальным исследовательским советом США , их отчет North Report в 2006 году поддержал выводы Манна с некоторыми оговорками, включая согласие с тем, что были некоторые статистические ошибки, но они мало повлияли на результат. [12]
Более двух десятков реконструкций , использующих различные статистические методы и комбинации косвенных записей, подтверждают широкий консенсус, показанный на оригинальном графике хоккейной клюшки 1998 года, с вариациями в том, насколько плоским выглядит «стержень» до 20-го века. [12] [13] В Четвертом оценочном докладе МГЭИК 2007 года упоминалось 14 реконструкций, 10 из которых охватывали 1000 лет или дольше, для поддержки своего усиленного вывода о том, что, вероятно, температуры в Северном полушарии в 20-м веке были самыми высокими по крайней мере за последние 1300 лет. [14] Дальнейшие реконструкции, включая Mann et al. 2008 и PAGES 2k Consortium 2013, подтвердили эти общие выводы.
Палеоклиматология оказала влияние на физиков 19 века Джона Тиндаля и Сванте Аррениуса, которые обнаружили парниковый эффект углекислого газа (CO2 ) в атмосфере, чтобы объяснить, как закончились прошлые ледниковые периоды . [4] С 1919 по 1923 год Альфред Вегенер проводил пионерскую работу по реконструкции климата прошлых эпох в сотрудничестве с Милютином Миланковичем , [15] опубликовав Die Klimate der geologischen Vorzeit («Климаты геологического прошлого») совместно с Владимиром Кеппеном в 1924 году. [16] В 1930-х годах Гай Стюарт Каллендар составил температурные записи, чтобы найти изменения. Уилмот Х. Брэдли показал, что годичные слои в ложах озер отражают климатические циклы, а А. Э. Дугласс обнаружил, что годичные кольца деревьев могут отслеживать прошлые климатические изменения, но считалось, что они показывают только случайные изменения в локальном регионе. Только в 1960-х годах Гарольд К. Фриттс впервые применил точное использование годичных колец в качестве климатических индикаторов для реконструкций. [4]
В 1965 году Хьюберт Лэмб , пионер исторической климатологии , обобщил температурные записи центральной Англии, используя исторические, ботанические и археологические свидетельства, чтобы популяризировать идею о средневековом теплом периоде примерно с 900 по 1300 год, за которым последовала холодная эпоха, достигшая кульминации между 1550 и 1700 годами. [17] [18] В 1972 году он стал директором-основателем Климатического исследовательского подразделения (CRU) в Университете Восточной Англии (UEA), целью которого было улучшение знаний об истории климата как в недавнем, так и в далеком прошлом, мониторинг текущих изменений глобального климата, выявление процессов, вызывающих изменения в различных временных масштабах, и рассмотрение возможности консультирования о будущих тенденциях в климате. [19] В холодные годы 1960-х годов Лэмб предполагал, что естественные циклы, вероятно, приведут к будущему ледниковому периоду через тысячи лет, но после 1976 года он поддержал появившуюся точку зрения, что выбросы парниковых газов, вызванные деятельностью человечества, приведут к заметному глобальному потеплению «примерно к 2000 году нашей эры». [18]
Первая количественная реконструкция среднегодовых температур Северного полушария (NH) была опубликована в 1979 году Брайаном Гроувманом и Хельмутом Ландсбергом. Они использовали «укороченный метод», основанный на их более ранней статье, которая показала, что 9 инструментальных станций могут адекватно представлять обширный сеточный инструментальный ряд, и реконструировали температуры с 1579 по 1880 год на основе их компиляции 20 временных рядов. Эти записи были в основном инструментальными, но также включали некоторые косвенные записи, включая две серии годичных колец деревьев. Их метод использовал вложенную множественную регрессию , чтобы учесть записи, охватывающие разные периоды, и выдал меры неопределенности. Реконструкция показала холодный период, простирающийся за пределы минимума Маундера , и более высокие температуры в 20-м веке. [13] [20] После этого прошло около десятилетия, прежде чем Гордон Джейкоби и Розанна Д'Арриго произвели следующую количественную реконструкцию NH, опубликованную в 1989 году. Это была первая реконструкция, полностью основанная на неинструментальных записях и использовавшая годичные кольца деревьев. [13] Они реконструировали годовые температуры северного полушария с 1671 года на основе данных о кольцах деревьев бореальной Северной Америки из 11 различных регионов. Из этого они сделали вывод, что недавнее потепление было аномальным в течение 300-летнего периода, и зашли так далеко, что предположили, что эти результаты подтверждают гипотезу о том, что недавнее потепление имело антропогенные причины. [21]
Публичность обеспокоенности ученых последствиями глобального потепления привела к росту общественного и политического интереса, и администрация Рейгана , обеспокоенная отчасти политическим влиянием научных открытий, успешно лоббировала создание в 1988 году Межправительственной группы экспертов по изменению климата для подготовки отчетов, подлежащих подробному одобрению делегатами правительства. [22] В Первом оценочном докладе МГЭИК в 1990 году были отмечены доказательства того, что климатический оптимум голоцена около 5000-6000 лет назад был теплее, чем в настоящее время (по крайней мере, летом), и что в некоторых районах наблюдалось исключительное тепло во время «более короткого Средневекового теплого периода (который, возможно, не был глобальным)», «Средневекового климатического оптимума» с «конца десятого до начала тринадцатого века (около 950-1250 гг. н. э.)», за которым последовал более прохладный период Малого ледникового периода , который закончился только в середине-конце девятнадцатого века. В отчете обсуждались трудности с косвенными данными, «в основном остатками пыльцы, озерными слоями и океаническими отложениями, останками насекомых и животных, концами ледников», но считалось, что данные о кольцах деревьев «еще недостаточно просты для оценки и недостаточно интегрированы с указаниями из других данных, которые можно использовать в этом отчете». «Схематическая диаграмма» глобальных температурных изменений за последнюю тысячу лет [23] была прослежена до графика, основанного на статье Лэмба 1965 года, номинально представляющего центральную Англию, измененную Лэмбом в 1982 году. [17] Майк Хьюм описывает эту схематическую диаграмму как «набросок Лэмба на обратной стороне конверта», «довольно сомнительный кусок размахивания рукой». [24]
В Брэдли 1991 рабочая группа климатологов, в которую входили Рэймонд С. Брэдли , Малкольм К. Хьюз , Жан Жузель , Вибьёрн Карлен , Джонатан Оверпек и Том Уигли, предложила проект по улучшению понимания естественных климатических изменений за последние две тысячи лет, чтобы их влияние можно было учесть при оценке вклада человека в изменение климата. Климатические косвенные данные о температуре были необходимы в сезонном или годовом разрешении, охватывающем широкую географическую область, чтобы обеспечить основу для проверки роли климатических воздействий в прошлых изменениях, поиска циклов в климате и выяснения того, были ли обсуждаемые климатические события, такие как Малый ледниковый период и Средневековый теплый период, глобальными. Реконструкции должны были быть сделаны для ключевых климатических систем, начиная с трех климатически чувствительных регионов: азиатского муссонного региона, региона Эль-Ниньо–Южного колебания и Атлантического региона. Необходимо было определить области, где требовалось больше данных, а также улучшить обмен данными с помощью компьютерного архивирования и перевода, чтобы предоставить исследователям доступ к мировой палеоклиматической информации. [25]
В дополнительном отчете МГЭИК 1992 года был рассмотрен прогресс по различным косвенным показателям. Они включали исследование 1000-летних данных о годичных кольцах деревьев из Тасмании, которое, как и аналогичные исследования, не допускало возможной переоценки потепления из-за повышенных уровней CO 2 , оказывающих фертилизирующий эффект на рост деревьев. В нем отмечено предположение Брэдли и др. 1991 года о том, что инструментальные записи в определенных областях можно объединить с палеоклиматическими данными для повышения детализации вплоть до 18 века. [26]
Были разработаны архивы климатических косвенных показателей : в 1993 году Рэймонд С. Брэдли и Фил Джонс составили исторические записи, годичные кольца и ледяные керны для Северного полушария с 1400 по 1970-е годы, чтобы создать десятилетнюю реконструкцию. [27] Как и более поздние реконструкции, включая исследования «хоккейной клюшки» MBH, реконструкция Брэдли и Джонса 1993 года указала на медленную тенденцию к охлаждению, за которой последовал исключительный рост температуры в 20-м веке. [28] Их исследование также использовало современные инструментальные температурные записи, чтобы оценить, насколько хорошо регионы, охваченные косвенными показателями, представляют среднее значение для Северного полушария, и сравнили инструментальные записи с косвенными реконструкциями за тот же период. В нем сделан вывод, что период «Малый ледниковый период» был сложным, с доказательствами, указывающими на влияние вулканических извержений. Он показал, что температуры с 1920-х годов были выше, чем ранее за 500-летний период, что указывает на другие факторы, которые, скорее всего, можно отнести к изменениям, вызванным деятельностью человека, которые привели к повышению уровня парниковых газов . [29]
В этой статье был представлен метод «Composite Plus Scaling» (CPS), который впоследствии использовался в большинстве крупномасштабных климатических реконструкций средних температур полушария или мира. В этом методе, также известном как «Composite Plus Scale», выбранные записи климатических косвенных данных были стандартизированы перед усреднением (композитом), а затем центрированы и масштабированы для предоставления количественной оценки целевого температурного ряда для климата региона или полушария с течением времени. Этот метод был реализован различными способами, включая различные процессы выбора для записей косвенных данных, и усреднение могло быть невзвешенным или могло быть взвешенным по отношению к оценке надежности или представленной области. Также были различные способы нахождения коэффициента масштабирования, используемого для масштабирования записей косвенных данных к записи инструментальной температуры. [30]
Джон А. Эдди ранее пытался связать редкость солнечных пятен во время минимума Маундера с оценками прошлого климата Лэмба, но у него было недостаточно информации для проведения количественной оценки. Проблема была повторно изучена Брэдли в сотрудничестве с физиками Солнца Джудит Лин и Юргом Биром, используя выводы Брэдли и Джонса 1993 года. Статья Лина, Бира и Брэдли 1995 года подтвердила, что падение солнечной активности, по-видимому, вызвало падение температуры почти на 0,5 °C во время Малого ледникового периода , а увеличение солнечной активности может объяснить рост температур в начале 20-го века. Реконструкция арктических температур за четыре столетия, проведенная Оверпеком и др. 1997 года, пришла к аналогичным выводам, но оба эти исследования столкнулись с ограничениями климатических реконструкций того времени, которые разрешали только колебания температуры на десятилетней основе, а не показывали отдельные годы, и создавали единый временной ряд, поэтому не показывали пространственную картину относительных температур для разных регионов. [31]
Во Втором оценочном докладе МГЭИК ( SAR) 1996 года был представлен рисунок 3.20, на котором показана реконструкция летней температуры Брэдли и Джонса 1993 года по десятилетию для северного полушария, наложенная на 50-летнюю сглаженную кривую и отдельную кривую, отображающую данные инструментальных термометров с 1850-х годов и далее. В нем говорилось, что в этой записи потепление с конца 19 века было беспрецедентным. В разделе предлагалось, что «данные за последние 1000 лет являются наиболее полезными для определения масштабов естественной изменчивости климата». Недавние исследования, включая реконструкцию 1994 года Хьюза и Диаса, поставили под сомнение, насколько широко распространенным был средневековый теплый период в любой момент времени, поэтому невозможно «сделать вывод, что глобальные температуры в средневековый теплый период были сопоставимы с теплыми десятилетиями конца 20 века». SAR пришел к выводу, что «похоже, что 20-й век был по крайней мере таким же теплым, как и любое столетие, начиная с 1400 года нашей эры. По крайней мере в некоторых районах недавний период, по-видимому, теплее, чем это было за последние тысячу или более лет» [32] .
Тим Барнетт из Института океанографии Скриппса работал над следующей оценкой МГЭИК вместе с Филом Джонсом и в 1996 году сказал журналисту Фреду Пирсу : «Мы надеемся, что текущие закономерности изменения температуры окажутся отличительными, совершенно отличными от закономерностей естественной изменчивости в прошлом». [33]
Проблема расхождения, затрагивающая некоторые прокси-кольца деревьев после 1960 года, была выявлена на Аляске Таубсом в 1995 году и Якоби и д'Арриго в 1995 году. Исследование специалиста по кольцам деревьев Кейта Бриффы , проведенное в феврале 1998 года, показало, что эта проблема более распространена в высоких северных широтах, и предупредило, что ее необходимо учитывать, чтобы избежать переоценки прошлых температур. [34]
Вариации метода «Composite Plus Scale» (CPS) продолжали использоваться для создания реконструкций средней температуры в масштабах полушария или мира. С 1998 года это было дополнено методами реконструкции климатического поля (CFR), которые могли показать, как климатические модели развивались на больших пространственных территориях, делая реконструкцию полезной для исследования естественной изменчивости и долгосрочных колебаний, а также для сравнения с моделями, полученными с помощью климатических моделей. Метод CFR в большей степени использовал климатическую информацию, встроенную в удаленные прокси, но был более зависим, чем CPS, от предположений о том, что связи между прокси-индикаторами и крупномасштабными климатическими моделями оставались стабильными с течением времени. [35]
Соответствующие строгие статистические методы были разработаны для данных годичных колец деревьев, Гарольд К. Фриттс опубликовал исследование 1991 года и книгу 1991 года, показывающую методологию и примеры того, как создавать карты, показывающие изменения климата в Северной Америке с течением времени. Эти методы использовались для региональных реконструкций температур и других аспектов, таких как количество осадков. [36]
В рамках своего исследования в докторантуре Майкл Э. Манн работал с сейсмологом Джеффри Парком над разработкой статистических методов для поиска долгосрочных колебаний естественной изменчивости в инструментальных температурных записях глобальных поверхностных температур за последние 140 лет; Манн и Парк 1993 показали закономерности, связанные с Эль-Ниньо–Южным колебанием , а Манн и Парк 1994 обнаружили то, что позже было названо Атлантическим мультидекадным колебанием . Затем они объединились с Рэймондом С. Брэдли, чтобы использовать эти методы на наборе данных из его исследования Брэдли и Джонса 1993 года с целью поиска долгосрочных колебаний естественной изменчивости глобального климата. Полученная реконструкция восходит к 1400 году и была опубликована в ноябре как Mann, Park & Bradley 1995. Они смогли обнаружить, что множественные прокси изменялись когерентным колебательным образом, указывая как на многодесятилетнюю модель в Северной Атлантике, так и на более долгосрочную осцилляцию примерно в 250 лет в окружающем регионе. Их исследование не калибровало эти прокси-модели по количественной шкале температур, и требовался новый статистический подход, чтобы выяснить, как они связаны с температурами поверхности, чтобы реконструировать прошлые температурные модели. [37] [38]
Для своего постдокторского исследования Манн присоединился к Брэдли и специалисту по годичным кольцам Малкольму К. Хьюзу, чтобы разработать новый статистический подход к реконструкции основных пространственных закономерностей изменения температуры, объединяющий разнообразные наборы данных косвенной информации, охватывающие различные периоды по всему миру, включая богатый ресурс сетей годичных колец деревьев для некоторых областей и более редкие косвенные данные, такие как озерные отложения, ледяные керны и кораллы, а также некоторые исторические записи. [39]
Их глобальная реконструкция стала крупным прорывом в оценке динамики климата в прошлом и первой реконструкцией поля климата на основе собственных векторов (CFR), включающей несколько наборов данных климатических косвенных данных разных типов и длин в глобальную реконструкцию с высоким разрешением. [7] Чтобы связать эти данные с измеренными температурами, они использовали анализ главных компонент (PCA), чтобы найти ведущие модели или главные компоненты инструментальных температурных записей в течение периода калибровки с 1902 по 1980 год. Их метод был основан на отдельных множественных регрессиях между каждой записью косвенных данных (или сводкой) и всеми ведущими главными компонентами инструментальной записи. Одновременное решение наименьших квадратов этих множественных регрессий использовало ковариацию между записями косвенных данных. Затем результаты использовались для реконструкции крупномасштабных моделей с течением времени в интересующей пространственной области (определяемой как эмпирические ортогональные функции , или EOF) с использованием как локальных отношений косвенных данных к климату, так и удаленных климатических телесвязей . [30] Температурные записи за почти 50 лет до 1902 года были проанализированы с использованием PCA для важного этапа проверочных расчетов , которые показали, что реконструкции были статистически значимыми или искусными . [40]
Баланс требовался по всему земному шару, но большинство прокси-данных поступило из колец деревьев в северных средних широтах , в основном в плотных прокси-сетях. Поскольку использование всех больших количеств записей колец деревьев в перегрузило бы редкие прокси из полярных регионов и тропиков , они использовали анализ главных компонент (PCA) для получения сводок PC, представляющих эти большие наборы данных, а затем обрабатывали каждую сводку как прокси-запись в своем анализе CFR. Сети, представленные таким образом, включали североамериканскую сеть колец деревьев (NOAMER) и Евразию . [41]
Основной целью методов CFR было предоставление пространственно разрешенных реконструкций, необходимых для последовательного геофизического понимания того, как части климатической системы изменялись и реагировали на радиационное воздействие , поэтому средние значения по полушарию были вторичным продуктом. [42] Метод CFR также можно было использовать для реконструкции средних температур Северного полушария, и результаты были очень похожи на более ранние реконструкции CPS, включая Bradley & Jones 1993. [7] Манн описывает это как наименее интересное с научной точки зрения то, что они могли сделать с богатыми пространственными моделями, но также и аспект, который привлек наибольшее внимание. Их первоначальный черновик закончился в 1980 году, поскольку большинство реконструкций зашли только на это, но анонимный рецензент статьи предложил, чтобы кривая инструментальных температурных записей была показана до настоящего времени, чтобы включить значительное потепление, которое имело место между 1980 и 1998 годами. [43]
Мультипрокси-исследование Mann, Bradley & Hughes 1998 (MBH98) на тему «Глобальные температурные закономерности и климатическое воздействие за последние шесть столетий» было представлено в журнал Nature 9 мая 1997 года, принято 27 февраля 1998 года и опубликовано 23 апреля 1998 года. В статье был представлен новый статистический подход к поиску закономерностей изменения климата как во времени, так и в глобальном распределении, основанный на предыдущих мультипрокси-реконструкциях. Авторы пришли к выводу, что «среднегодовые температуры в Северном полушарии за три из последних восьми лет теплее, чем в любой другой год с (по крайней мере) 1400 года нашей эры», и эмпирически оценили, что парниковые газы стали доминирующим климатическим воздействием в 20 веке. [44] В обзоре в том же выпуске Габриэль К. Хегерль описала их метод как «весьма оригинальный и многообещающий», который может помочь проверить модельные оценки естественных климатических колебаний и был «важным шагом на пути к реконструкции пространственно-временных записей исторических температурных закономерностей». [45]
Публикация статьи 22 апреля 1998 года получила исключительное освещение в СМИ, включая вопросы о том, доказывает ли она, что влияние человека было ответственно за изменение климата . Манн согласился только с тем, что это было «весьма наводящим на размышления» об этом выводе. [46] Он сказал, что «наш вывод состоял в том, что потепление последних нескольких десятилетий, по-видимому, тесно связано с выбросами парниковых газов людьми, а не с какими-либо естественными факторами». Большинство косвенных данных по своей сути неточны, и Манн сказал: «У нас есть планки погрешностей. Они довольно значительны, когда мы углубляемся в прошлое, и существует разумная неопределенность в любом конкретном году. Необходимо проделать немало работы по снижению этих неопределенностей». Климатолог Том Уигли приветствовал прогресс, достигнутый в исследовании, но усомнился в том, что косвенные данные когда-либо смогут быть полностью убедительными в выявлении человеческого вклада в изменение климата. [47]
Фил Джонс из UEA Climatic Research Unit сказал New York Times, что он сомневается в добавлении 150-летней записи термометра для расширения прокси-реконструкции, и сравнил это со сложением яблок и апельсинов; Манн и др. сказали, что они использовали сравнение с записью термометра, чтобы проверить, что последние прокси-данные были действительными. Джонс считал, что исследование предоставит важные сравнения с результатами моделирования климата , которые показали «довольно разумное» соответствие прокси-доказательствам. [47] Комментарий Джонса к MBH98 был опубликован в Science 24 апреля 1998 года. Он отметил, что в нем использовались почти все доступные долгосрочные прокси-климатические ряды, «и если новый многомерный метод соотнесения этих рядов с инструментальными данными так хорош, как утверждается в статье, он должен быть статистически надежным». Он обсудил некоторые трудности и подчеркнул, что «каждая палеоклиматическая дисциплина должна смириться со своими собственными ограничениями и должна безоговорочно признать проблемы, со всеми их недостатками». [48]
Исследование было оспорено инакомыслящим Пэтом Майклсом , который утверждал, что все потепление произошло между 1920 и 1935 годами, до увеличения выбросов парниковых газов человеком. [49] Институт Джорджа К. Маршалла утверждал, что MBH98 был обманчивым, поскольку восходил только к 1400 году и, таким образом, не охватывал Средневековый теплый период , который предшествовал промышленным выбросам парниковых газов. [50] Те же критические замечания были высказаны Вилли Суном и Салли Балиунас . [51]
В октябре 1998 года реконструкция скважины, опубликованная Поллаком, Хуаном и Шеном, дала независимое подтверждение выводу о том, что тепло 20-го века было исключительным за последние 500 лет. [52]
Джонс, Кит Бриффа , Тим П. Барнетт и Саймон Тетт независимо друг от друга создали реконструкцию «Composite Plus Scale» (CPS), охватывающую период в тысячу лет, сравнивая годичные кольца деревьев, коралловые слои и записи ледниковых косвенных данных, но не оценивая конкретно неопределенности. Джонс и др. 1998 были представлены в The Holocene 16 октября 1997 года; их пересмотренная рукопись была принята 3 февраля и опубликована в мае 1998 года. Как вспоминает Брэдли, первоначальное мнение Манна состояло в том, что было слишком мало информации и слишком много неопределенности, чтобы вернуться так далеко, но Брэдли сказал: «Почему бы нам не попробовать использовать тот же подход, который мы использовали в Nature, и не посмотреть, сможем ли мы отодвинуть его немного дальше?» Через несколько недель Манн ответил, что, к его удивлению, «существует определенное количество навыков. Мы действительно можем что-то сказать, хотя есть большие неопределенности». [1] [53]
При рассмотрении реконструкции 1998 года Джонса и др., которая датируется тысячей лет, Манн, Брэдли и Хьюз пересмотрели свои собственные исследования и перепроверили 24 записи косвенных данных, которые охватывают период до 1400 года. Манн провел ряд статистических тестов чувствительности , удаляя каждый косвенный адрес по очереди, чтобы увидеть, как его удаление влияет на результат. Он обнаружил, что некоторые косвенные данные имеют решающее значение для надежности реконструкции, в частности, один набор данных годичных колец, собранный Гордоном Джейкоби и Розанной Д'Арриго в той части Северной Америки, которую раннее исследование Брэдли определило как ключевой регион. [54] Этот набор данных простирался только до 1400 года, и хотя другой прокси-набор данных из того же региона (в Международном банке данных по годичным кольцам деревьев ) простирался дальше и должен был дать надежные прокси-данные для более ранних периодов, проверочные тесты подтвердили их реконструкцию только после 1400 года. Чтобы выяснить, почему, Манн сравнил два набора данных и обнаружил, что они тесно отслеживали друг друга с 1400 по 1800 год, а затем расходились примерно до 1900 года, когда они снова отслеживали друг друга. Он нашел вероятную причину в « эффекте удобрения » CO 2 , влияющем на годичные кольца деревьев, как было выявлено Грейбиллом и Идсо, причем эффект закончился, как только уровень CO 2 увеличился до точки, где тепло снова стало ключевым фактором, контролирующим рост деревьев на большой высоте. Манн использовал сравнения с другими данными по годичным кольцам деревьев из этого региона, чтобы создать исправленную версию этого набора данных. Их реконструкция с использованием этого исправленного набора данных прошла проверочные тесты для длительного периода, но они были осторожны в отношении возросших неопределенностей. [55]
Реконструкция Манна, Брэдли и Хьюза, охватывающая 1000 лет (MBH99), была представлена в октябре 1998 года в Geophysical Research Letters , который опубликовал ее в марте 1999 года под осторожным заголовком « Температуры в Северном полушарии в течение последнего тысячелетия: выводы, неопределенности и ограничения», чтобы подчеркнуть растущую неопределенность, присущую реконструкциям периода до 1400 года, когда было доступно меньше косвенных данных. [1] [56] В пресс-релизе Массачусетского университета в Амхерсте от 3 марта 1999 года было объявлено о публикации в выпуске Geophysical Research Letters от 15 марта , «убедительно предполагая, что 1990-е годы были самым теплым десятилетием тысячелетия, а 1998 год — самым теплым годом на сегодняшний день». Брэдли цитировали, что «Температуры во второй половине 20-го века были беспрецедентными», в то время как Манн сказал: «По мере того, как вы возвращаетесь назад во времени, данные становятся более отрывочными. Также нельзя точно определить, но наши результаты показывают, что произошли значительные изменения, и температуры во второй половине 20-го века были исключительно теплыми по сравнению с предыдущими 900 годами. Хотя в оценках существуют значительные неопределенности, это, тем не менее, поразительные открытия». В то время как реконструкция поддерживала теории относительно теплого средневекового периода, Хьюз сказал, что «даже более теплые интервалы в реконструкции меркнут по сравнению с температурами середины-конца 20-го века». [57] В отчете New York Times была цветная версия графика, отличающая инструментальные данные от косвенных доказательств и подчеркивающая растущий диапазон возможных ошибок в более ранние времена, что, по словам MBH, «пока что исключает какие-либо окончательные выводы» о климате до 1400 года. [58]
Реконструкция обнаружила значительную изменчивость вокруг долгосрочного тренда охлаждения -0,02 °C в столетие, как и ожидалось от орбитального воздействия , прерванного в 20 веке быстрым потеплением, которое выделялось из всего периода, с 1990-ми годами "самым теплым десятилетием, а 1998 годом самым теплым годом, при умеренно высоком уровне достоверности". Это было проиллюстрировано линейным графиком временного ряда Рисунок 2(a), который показал их реконструкцию с 1000 г. н.э. по 1980 г. в виде тонкой линии, колеблющейся вокруг более толстой темной 40-летней сглаженной линии. Эта кривая следовала нисходящей тенденции (показанной тонкой штрихпунктирной линией) от Средневекового теплого периода (примерно такого же теплого, как в 1950-х годах) до более холодного Малого ледникового периода , прежде чем резко подняться в 20 веке. Данные термометра, показанные пунктирной линией, перекрывают реконструкцию для периода калибровки с 1902 по 1980 год, а затем резко продолжаются до 1998 года. Затененная область показывает неопределенности до двух пределов стандартной ошибки, в средневековые времена поднимаясь почти так же высоко, как современные температуры. [2] [56] [59] Когда Манн выступил с докладом об исследовании в Лаборатории геофизической гидродинамики Национального управления океанических и атмосферных исследований , Джерри Малман прозвал график «хоккейной клюшкой», [1] с медленной тенденцией охлаждения «палкой», а аномальным потеплением 20-го века «лезвием». [28]
Бриффа и Тим Осборн критически рассмотрели MBH99 в подробном исследовании неопределенностей различных косвенных данных в мае 1999 года. Они подняли вопросы, которые позже были приняты критиками работы Манна, включая тот факт, что сосны остистой породы с запада США могли быть затронуты загрязнением, таким как повышение уровня CO2, а также температурой. Температурная кривая была поддержана другими исследованиями, но большинство из них разделяли ограниченные хорошо датированные косвенные доказательства, доступные тогда, и поэтому немногие были по-настоящему независимыми. Неопределенности в более ранние времена выросли до тех, что были в реконструкции в 1980 году, но не достигли температур более поздних данных термометра. Они пришли к выводу, что, хотя 20-й век был почти наверняка самым теплым за тысячелетие, величина антропогенного потепления остается неопределенной." [60] [61]
В ходе работы над следующим отчетом МГЭИК Крис Фолланд 22 сентября 1999 года сообщил исследователям, что рисунок, показывающий изменения температуры в течение тысячелетия, «является явным фаворитом для резюме политиков». Соревновались два графика: Jones et al. (1998) и MBH99. В ноябре Джонс представил упрощенный рисунок для обложки краткого ежегодного отчета Всемирной метеорологической организации , в котором отсутствует статус более важных отчетов МГЭИК. Были показаны две пятидесятилетние сглаженные кривые, восходящие к 1000 году, из MBH99 и Jones et al. (1998), с третьей кривой до 1400 года из новой статьи Бриффы, в сочетании с современными данными о температуре, доводящими линии до 1999 года: в 2010 году отсутствие ясности относительно этого изменения данных было раскритиковано как вводящее в заблуждение . [62]
Статья Бриффы, опубликованная в выпуске Quaternary Science Reviews за январь 2000 года , показала необычное тепло прошлого века, но предупредила, что влияние человеческой деятельности на рост деревьев несколько затруднило выделение четкого климатического сообщения. [63] В феврале 2000 года реконструкция Томаса Дж. Кроули и Томаса С. Лоури включала данные, которые ранее не использовались. Она пришла к выводу, что пиковое средневековое тепло наблюдалось только в течение двух или трех коротких периодов по 20–30 лет с температурами около уровней 1950-х годов, опровергая утверждения о том, что потепление 20-го века не было чем-то необычным. [64] Анализ Кроули, опубликованный в июле 2000 года, сравнивал моделирование из климатической модели энергетического баланса с реконструированными среднегодовыми температурами из MBH99 и Crowley & Lowery (2000). В то время как ранее реконструированные температурные изменения соответствовали изменениям, вызванным вулканической деятельностью и солнечным излучением , а также остаточной изменчивостью, очень большое потепление 20-го века близко соответствовало прогнозируемым эффектам выбросов парниковых газов. [65]
Рассматривая двадцатилетний прогресс в палеоклиматологии, Джонс отметил, что реконструкции Джонса и др. (1998), MBH99, Бриффы (2000) и Кроули и Лоуэри (2000) демонстрируют хорошее согласие с использованием разных методов, но предупредил, что использование многих из тех же самых прокси-рядов означает, что они не являются независимыми, и необходимо провести дополнительную работу. [66]
Часть Рабочей группы 1 (РГ1) Третьего оценочного доклада МГЭИК (TAR) включала подраздел о многопрокси-синтезе недавних изменений температуры. В нем отмечались пять более ранних крупномасштабных палеоклиматических реконструкций, затем обсуждалась реконструкция Манна, Брэдли и Хьюза 1998 года, восходящая к 1400 году н. э., и ее расширение до 1000 года н. э. в Манне, Брэдли и Хьюзе 1999 (MBH99), при этом подчеркивались существенные неопределенности в более ранний период. Вывод MBH99 о том, что 1990-е годы, вероятно, были самым теплым десятилетием, а 1998 год — самым теплым годом за последнее тысячелетие в Северном полушарии, с «вероятностью», определенной как «вероятность 66–90 %», был поддержан реконструкциями Кроули и Лоуэри 2000 года и Джонса и др. 1998 года с использованием различных данных и методов. Реконструкция Поллака, Хуана и Шена 1998 года, охватывающая последние 500 лет, дала независимое подтверждение этому выводу, которое было сравнено с независимой (внетропической, теплосезонной) реконструкцией плотности годичных колец деревьев и температуры в северном полушарии, проведенной Бриффой в 2000 году. [8]
На рисунке 2.21 показаны сглаженные кривые из реконструкций MBH99, Джонса и др. и Бриффы, а также современные данные термометров в виде красной линии и заштрихованный серым 95%-ный доверительный диапазон из MBH99. Над ним рисунок 2.20 был адаптирован из MBH99. [8] Рисунок 5 в техническом резюме WG1 B (как показано справа) повторил этот рисунок без линейной линии тренда, снижающейся с 1000 г. н.э. до 1850 г. [67]
Этот знаковый график, адаптированный из MBH99, был представлен в WG1 Summary for Policymakers под графиком инструментальных температурных записей за последние 140 лет. В тексте говорилось, что «вероятно, что в Северном полушарии 1990-е годы были самым теплым десятилетием, а 1998 год — самым теплым годом» за последние 1000 лет. [68] Версии этих графиков также были представлены в меньшей степени в кратком Synthesis Report Summary for Policymakers , который включал предложение, гласящее, что «увеличение температуры поверхности за 20-й век для Северного полушария, вероятно, было больше, чем за любое другое столетие за последнюю тысячу лет», и в Synthesis Report - Questions . [69]
Научный базовый отчет Рабочей группы 1 был единогласно одобрен всеми представителями правительств-членов в январе 2001 года на встрече, состоявшейся в Шанхае , Китай. Большой плакат с иллюстрацией МГЭИК, основанной на графике MBH99, стал фоном, когда сэр Джон Т. Хоутон , как сопредседатель рабочей группы, представил отчет в объявлении, показанном по телевидению, что привело к широкой огласке. [1] [70]
Реконструкция температуры скважин, проведенная Хуангом, Поллаком и Шеном в 2000 году и охватывающая последние пять столетий, подтвердила вывод о том, что потепление в 20 веке было исключительным. [71]
В перспективном комментарии к MBH99 Уоллес Смит Брокер утверждал, что Средневековый теплый период (СПП) был глобальным. Он приписал недавнее потепление примерно 1500-летнему циклу , который, как он предположил, был связан с эпизодическими изменениями в циркуляции конвейера Атлантики . [72]
Реконструкция годичных колец деревьев, проведенная в марте 2002 года Яном Эспером и др., отметила дебаты и критику Брокера, что MBH99 не показал четкого MWP. Они пришли к выводу, что MWP, вероятно, был широко распространен во внетропическом северном полушарии и, похоже, временами приближался к температурам конца 20-го века. [73] В интервью Манн сказал, что исследование не противоречит MBH, поскольку оно касается только внетропических территорий и остановилось до конца 20-го века. Он сообщил, что Эдвард Р. Кук, соавтор статьи, подтвердил согласие с этими пунктами, [74] и более поздняя статья Кука, Эспера и Д'Арриго пересмотрела выводы более ранней статьи в этом направлении. [75]
Лонни Томпсон опубликовал статью «Тропические ледники и ледяные керны как свидетельства изменения климата» в январе 2003 года, в которой представлен рисунок 7, на котором показаны графики, основанные на ледяных кернах, очень похожие на график, основанный на реконструкции MBH99, в сочетании с показаниями термометра из работы Джонса и др. 1999 года. [76]
В марте 2001 года Тапио Шнайдер опубликовал свой метод регуляризованного ожидания-максимизации (RegEM) для анализа неполных климатических данных. [77] Первоначальные статьи MBH98 и MBH99 избегали ненадлежащего представления большого количества прокси-символов колец деревьев, используя шаг анализа главных компонент для суммирования этих сетей прокси, но с 2001 года Манн прекратил использовать этот метод и ввел многомерный метод реконструкции поля климата (CFR), основанный на методе RegEM, который не требовал этого шага PCA. В мае 2002 года Манн и Скотт Резерфорд опубликовали статью о методах тестирования реконструкции климата, в которой обсуждалась эта техника. Добавляя искусственный шум к фактическим записям температуры или к симуляциям модели, они создавали синтетические наборы данных, которые они называли «псевдопрокси». Когда процедура реконструкции использовалась с этими псевдопрокси, результат затем сравнивался с исходной записью или симуляцией, чтобы увидеть, насколько точно он был реконструирован. В статье обсуждался вопрос о том, что регрессионные методы реконструкции имеют тенденцию недооценивать амплитуду вариации. [78]
Хотя Третий оценочный доклад МГЭИК (TAR) опирался на пять реконструкций для подтверждения своего вывода о том, что недавние температуры в Северном полушарии были самыми высокими за последние 1000 лет, особое внимание уделялось иллюстрации МГЭИК, основанной на статье MBH99. [68] [70] Впоследствии график в виде хоккейной клюшки был воспринят средствами массовой информации и общественностью как центральный в аргументации МГЭИК в пользу глобального потепления, которая на самом деле основывалась на других, не связанных с этим доказательствах. [1] С точки зрения экспертов график был, как и все недавно опубликованные научные данные, предварительным и неопределенным, но он широко использовался для популяризации проблемы глобального потепления, [2] [12] и стал мишенью для тех, кто выступал против ратификации Киотского протокола о глобальном потеплении. [1]
Обзор литературы Вилли Суна и Салли Балиунас , опубликованный в относительно малоизвестном журнале Climate Research 31 января 2003 года, использовал данные из предыдущих статей, чтобы утверждать, что Средневековый теплый период был теплее, чем 20-й век, и что недавнее потепление не было чем-то необычным. В марте они опубликовали расширенную статью в Energy & Environment с дополнительными авторами. [79] [80] Глава аппарата Совета по качеству окружающей среды администрации Буша Филип Куни вставил ссылки на статьи в проект первого Отчета Агентства по охране окружающей среды об окружающей среде и удалил все ссылки на реконструкции, показывающие рост мировых температур за последние 1000 лет. [81] В споре Суна и Балиунас двое ученых, цитируемых в статьях, заявили, что их работа была неверно истолкована, [79] [80] и статья Climate Research подверглась критике со стороны многих других ученых, включая нескольких редакторов журнала. [10] 8 июля Eos опубликовал подробное опровержение обеих статей 13 учёными, включая Манна и Джонса, представив веские доказательства того, что Сун и Балиунас использовали неправильные статистические методы. В ответ на спор издатель Climate Research повысил Ганса фон Шторха с редактора до главного редактора, но фон Шторх решил, что статья Сун и Балиунаса была серьёзно испорчена и не должна была быть опубликована в том виде, в котором она была. Он предложил новую редакционную систему, и хотя издатель Climate Research согласился, что статья не должна была быть опубликована неисправленной, он отклонил предложения фон Шторха по улучшению редакционного процесса, и фон Шторх вместе с тремя другими членами совета директоров подал в отставку. [79] [82] Сенатор Джеймс М. Инхоф заявил, что, по его мнению, «антропогенное глобальное потепление — это величайший обман, когда-либо совершенный против американского народа», [10] [83] и на слушаниях Комитета Сената США по окружающей среде и общественным работам , которые он созвал 29 июля 2003 года, прозвучали новости об отставках. [79] [84]
Стивен Макинтайр загрузил наборы данных для MBH99 и получил наборы данных MBH98 по запросу к Mann в апреле 2003 года. [85] По предложению Сони Бёмер-Кристиансен , редактора журнала социальных наук Energy & Environment , Макинтайр написал статью при содействии профессора экономики Университета Гвельфа Росса Маккитрика , [86] [87] которую Energy & Environment опубликовал 27 октября 2003 года. [88] [89] В статье Макинтайра и Маккитрика 2003b (MM03) говорилось, что форма «хоккейной клюшки» Mann, Bradley & Hughes 1998 (MBH98) была «в первую очередь артефактом плохой обработки данных и использования устаревших записей прокси». [90] Их критика была полностью опровергнута Wahl & Ammann 2007, [91] которые показали ошибки в методах, используемых Макинтайром и Маккитриком. [92]
Статистические методы, используемые в реконструкции MBH, были подвергнуты сомнению в статье 2004 года Ганса фон Шторха с командой, включающей Эдуардо Зориту , [93], в которой говорилось, что методология, используемая для усреднения данных, и широкие неопределенности могли скрыть резкие изменения климата, возможно, такие же большие, как всплеск измеренных температур в 20-м веке. [59] Они использовали метод псевдопрокси , который Манн и Резерфорд разработали в 2002 году, и, как и они, обнаружили, что регрессионные методы реконструкции, как правило, недооценивают амплитуду вариации, проблему, охватываемую широкими полосами погрешностей в MBH99. Это была разумная критика почти всех реконструкций того времени, но MBH были выделены. [78] Другие исследователи впоследствии обнаружили, что статья фон Шторха имела нераскрытый дополнительный шаг, который, путем удаления тренда данных перед оценкой статистических связей, удалил основную закономерность вариации. [94] Фон Шторх и др. Мнение о том, что график в целом был дефектным, было опровергнуто Валем, Ритсоном и Амманном (2006). [91] [95]
В 2004 году Макинтайр и Маккитрик безуспешно пытались получить расширенный анализ хоккейной клюшки в журнале Nature . [96] [97] На этом этапе Nature связались с Манном, Брэдли и Хьюзом по поводу незначительных ошибок в онлайн-дополнении к MBH98. В исправлении, опубликованном 1 июля 2004 года, они признали, что Макинтайр и Маккитрик указали на ошибки в прокси-данных, которые были включены в качестве дополнительной информации, и предоставили полный исправленный список данных. Они включили задокументированный архив всех данных, использованных в MBH98, и расширили детали своих методов. Они заявили, что «Ни одна из этих ошибок не влияет на наши ранее опубликованные результаты». [98]
Комментарий Макинтайра и Маккитрика был принят к публикации Geophysical Research Letters . Макинтайр и Маккитрик 2005 (MM05) сообщили о технической статистической ошибке в методе Mann, Bradley & Hughes 1998 (MBH98), который, по их словам, создавал формы хоккейной клюшки из случайных данных. Это заявление получило широкую огласку и политическую окраску. Ученые обнаружили, что проблемы, поднятые Макинтайром и Маккитриком, были незначительными и не повлияли на основные выводы MBH98 или Mann, Bradley & Hughes 1999. [91] [96] Сам Манн уже прекратил использовать критикуемый статистический метод в 2001 году, когда он перешел на метод реконструкции климатического поля RegEM. [99] Чтобы сбалансировать плотные сети косвенных показателей годичных колец с редкими косвенными записями температуры, такими как озерные отложения, ледяные керны или кораллы, MBH 1998 (и 1999) использовали анализ главных компонент (PCA) для поиска ведущих моделей вариации (PC1, PC2, PC3 и т. д.), с помощью объективного метода устанавливая, сколько значимых главных компонентов следует сохранить, чтобы собранные модели характеризовали исходный набор данных. [100] Макинтайр и Маккитрик подчеркнули эффект центрирования по периоду 1902–1980 гг., а не по всему периоду 1400–1980 гг., что изменило бы порядок главных компонентов, так что модель потепления данных годичных колец деревьев на большой высоте была понижена с PC1 до PC4, [101] но вместо пересчета правила объективного отбора, которое увеличило количество значимых PC с двух до пяти, они оставили только PC1 и PC2. Это устранило существенную модель потепления 20-го века PC4, отбросив данные, которые давали форму «хоккейной клюшки» [102] [103]. Последующее исследование показало, что форма «хоккейной клюшки» сохранилась при правильном правиле отбора. [103]
В статье MM05 утверждалось, что центрирование 1902–1980 годов приведет к формированию форм хоккейной клюшки из «постоянного красного шума» [101] , но их методы преувеличили эффект. [104] Тесты методологии MBH98 на псевдопрокси, сформированных с шумом, варьирующимся от красного шума до белого шума, показали, что этот эффект вызывал лишь очень небольшие различия, которые находились в пределах диапазона неопределенности и не имели значения для окончательной реконструкции. [105] Код Макинтайра и Маккитрика выбрал 100 симуляций с самым высоким «индексом хоккейной клюшки» из 10 000 симуляций, которые они провели, и их иллюстрации были взяты из этого предварительно выбранного 1%. [106]
23 июня 2005 года представитель Джо Бартон , председатель Комитета по энергетике и торговле Палаты представителей, написал совместные письма с Эдом Уитфилдом , председателем Подкомитета по надзору и расследованиям , ссылаясь на публичность и требуя полных отчетов по климатическим исследованиям, а также личной информации об их финансах и карьере от трех ученых Манна , Брэдли и Хьюза . [107] [108] Шервуд Болерт , председатель Комитета по науке Палаты представителей , сказал своему коллеге-республиканцу Джо Бартону, что это было «ошибочное и незаконное расследование», очевидно, направленное на запугивание ученых. Президент Национальной академии наук США (NAS) Ральф Дж. Сисерон предложил, чтобы NAS назначила независимую комиссию для расследования. Бартон отклонил это предложение, [109] [110] но после запроса Бёлерта от ноября 2005 года Национальная академия наук организовала для своего Национального исследовательского совета создание специального комитета под председательством Джеральда Норта для расследования и составления отчета. [111]
Отчет North Report прошел строгий процесс рецензирования [112] и был опубликован 22 июня 2006 года. [113] В нем сделан вывод о том, что «с высокой степенью уверенности глобальная средняя температура поверхности была выше в течение последних нескольких десятилетий 20-го века, чем в течение любого сопоставимого периода в течение предыдущих четырех столетий», что подтверждается согласованными доказательствами из широкого спектра географически разнообразных прокси, но «меньше уверенности можно положить на крупномасштабные реконструкции температуры поверхности за период с 900 по 1600 год». [71] Он в целом согласуется с основными выводами первоначальных исследований MBH, которые впоследствии были поддержаны другими реконструкциями и записями прокси, при этом подчеркивая неопределенности за более ранние периоды. [114] Оспариваемая методология анализа главных компонентов имела небольшую тенденцию к смещению результатов, поэтому не была рекомендована, но она оказала незначительное влияние на окончательные реконструкции, и другие методы дали схожие результаты. [115] [116]
Сотрудник Бартона связался со статистиком Эдвардом Вегманом , который подготовил отчет Вегмана вместе со своей аспиранткой Ясмин Х. Саид и статистиком Дэвидом В. Скоттом, все статистики, не имеющие опыта в климатологии или других физических науках . [117] [118] Отчет Вегмана был объявлен 14 июля 2006 года в Wall Street Journal , [119] и обсуждался на слушаниях Подкомитета по надзору и расследованиям Палаты представителей США по энергетике 19 июля 2006 года, [119] [120] и 27 июля 2006 года. [121] Отчет не был должным образом рецензирован. В нем повторены заявления Макинтайра и Маккитрика о статистических ошибках в исследованиях MBH, но не дано количественной оценки того, оказало ли исправление этих моментов какое-либо существенное влияние. [122] Он включал анализ социальных сетей , чтобы заявить об отсутствии независимой экспертной оценки работы Манна: этот анализ был дискредитирован экспертным мнением и был признан имеющим проблемы плагиата. [123] [124]
Используя различные высокоразрешающие прокси, включая годичные кольца деревьев, ледяные керны и отложения, Манн и Джонс опубликовали реконструкции в августе 2003 года, которые показали, что «тепло конца 20-го века беспрецедентно по крайней мере за последние два тысячелетия для Северного полушария. Выводы для Южного полушария и глобальной средней температуры ограничены скудностью доступных прокси-данных в Южном полушарии в настоящее время». Они пришли к выводу, что «в той степени, в которой «средневековый» интервал умеренно более теплых условий может быть определен примерно с 800 по 1400 год нашей эры, любое потепление полушария в течение этого интервала затмевается по величине теплом конца 20-го века». [125]
Реконструкции климата с помощью скважин в статье Поллака и Смердона, опубликованной в июне 2004 года, подтвердили оценки потепления поверхности примерно на 1 °C (1,8 °F) за период с 1500 по 2000 год. [126]
В исследовании, опубликованном в ноябре 2004 года, Эдвард Р. Кук, Ян Эспер и Розанна Д'Арриго пересмотрели свою работу 2002 года и теперь поддержали MBH. Они пришли к выводу, что «годовые температуры до 2000 года нашей эры над внетропическими территориями NH, вероятно, превысили примерно на 0,3 °C самый теплый предыдущий интервал за последние 1162 года». [75]
Исследование Андерса Моберга и др., опубликованное 10 февраля 2005 г., использовало метод вейвлет-преобразования для реконструкции температур Северного полушария за последние 2000 лет, объединяя прокси-данные с низким разрешением, такие как озерные и океанические отложения для изменений в масштабе столетия или более длительных периодов, с прокси-данными годичных колец, используемыми только для годового или десятилетнего разрешения. Они обнаружили, что пик температур был около 1000–1100 гг. н. э., аналогичный тем, которые были достигнуты в годы до 1990 г. [127], и поддержали основной вывод MBH99, заявив: «Мы не находим никаких доказательств для каких-либо более ранних периодов в последние два тысячелетия с более теплыми условиями, чем период после 1990 г.» [128] .
В конце апреля 2005 года журнал Science опубликовал реконструкцию Дж. Эрлеманса, основанную на записях о длине ледников из разных частей света, и обнаружил последовательные независимые доказательства за период с 1600 по 1990 год, подтверждающие другие реконструкции относительно масштабов и сроков глобального потепления. [129]
28 февраля 2006 года Wahl & Ammann 2007 был принят к публикации, а «находящаяся в печати» копия была размещена в Интернете. Были опубликованы еще две реконструкции, использующие различные методологии и поддерживающие основные выводы MBH. Розанна Д'Арриго, Роб Уилсон и Гордон Якоби предположили, что средневековые температуры были почти на 0,7 °C холоднее, чем в конце 20-го века, но менее однородными, [130] Осборн и Бриффа обнаружили, что пространственный охват недавнего тепла был более значительным, чем в средневековый теплый период. [131] [132] За ними в апреле последовала третья реконструкция под руководством Габриэле К. Хегерль . [133]
Четвертый оценочный доклад МГЭИК ( AR4), опубликованный в 2007 году, включал главу о палеоклимате с разделом о последних 2000 годах. Он включал график, показывающий 12 реконструкций температуры на основе косвенных данных, включая три, выделенные в Третьем оценочном докладе МГЭИК (TAR); Mann, Bradley & Hughes 1999, как и ранее, Jones et al. 1998 и Briffa 2000 были откалиброваны более новыми исследованиями. Кроме того, анализ Средневекового теплого периода ссылался на реконструкции Crowley & Lowery 2000 (как указано в TAR) и Osborn & Briffa 2006. Десять из этих 14 реконструкций охватывали 1000 лет или дольше. Большинство реконструкций разделяли некоторые ряды данных, в частности данные о годичных кольцах деревьев, но более новые реконструкции использовали дополнительные данные и охватывали более широкую область, используя различные статистические методы. В разделе обсуждалась проблема расхождения, влияющая на некоторые данные о годичных кольцах деревьев. [14]
В нем сделан вывод о том, что «вес текущих многофакторных доказательств, таким образом, предполагает большее потепление в 20-м веке по сравнению с уровнями температур за предыдущие 400 лет, чем было показано в TAR. На основании свидетельств предыдущих и четырех новых реконструкций, которые охватывают период более 1 тысячи лет, вероятно, что 20-й век был самым теплым по крайней мере за последние 1,3 тысячи лет». [14] Заявление SPM в TAR МГЭИК 2001 года состояло в том, что «вероятно, что в Северном полушарии 1990-е годы были самым теплым десятилетием, а 1998 год — самым теплым годом» за последние 1000 лет. [68] В заявлении AR4 SPM говорилось, что «Средние температуры в Северном полушарии во второй половине 20-го века, скорее всего, были выше, чем в любой другой 50-летний период за последние 500 лет, и, вероятно, были самыми высокими по крайней мере за последние 1300 лет. Некоторые недавние исследования указывают на большую изменчивость температур в Северном полушарии, чем предполагалось в TAR, в частности, обнаружив, что более холодные периоды существовали в 12-м, 14-м, 17-м и 19-м веках. Более теплые периоды до 20-го века находятся в пределах неопределенности, указанной в TAR». [134]
Дальнейшие реконструкции были опубликованы с использованием дополнительных прокси и другой методологии. Juckes et al. 2007 и Lee, Zwiers & Tsao 2008 сравнили и оценили различные статистические подходы. [135] В июле 2008 года Хуан, Поллак и Шен опубликовали набор реконструкций скважин, охватывающих 20 000 лет. Они показали теплые эпизоды в середине голоцена и средневековье, небольшой ледниковый период и потепление 20-го века, достигающее температур выше пиковых температур Средневекового теплого периода в любой из реконструкций: они описали это открытие как соответствующее выводам МГЭИК AR4. [136]
В статье, опубликованной PNAS 9 сентября 2008 года, Манн и его коллеги представили обновленные реконструкции температуры поверхности Земли за последние два тысячелетия. [35] Эта реконструкция использовала более разнообразный набор данных, который был значительно больше, чем исходное исследование колец деревьев, в более чем 1200 прокси-записях. Они использовали два дополнительных метода, оба из которых показали похожий график «хоккейной клюшки» с недавним повышением температуры поверхности северного полушария, являющимся аномальным по сравнению, по крайней мере, с последними 1300 годами. Манн сказал: «Десять лет назад доступность данных стала довольно скудной к тому времени, когда вы вернулись к 1000 году нашей эры, и то, что у нас тогда было, было взвешено в пользу данных о кольцах деревьев; но теперь вы можете вернуться на 1300 лет назад, вообще не используя данные о кольцах деревьев, и все равно получить проверяемый вывод». [137] В ответе PNAS Макинтайр и Маккитрик заявили, что они обнаружили ряд проблем, включая то, что Манн и др. использовали некоторые данные с перевернутыми осями. [138] Манн и др. ответили, что Макинтайр и Маккитрик «не поднимают никаких обоснованных вопросов относительно нашей статьи», а «утверждение, что использовались «перевернутые» данные, является странным», поскольку методы «нечувствительны к знаку предикторов». Они также заявили, что исключение спорных наборов данных мало влияет на результат. [139]
Исследование изменения климата Арктики за последние 2000 лет, проведенное международным консорциумом под руководством Даррелла Кауфмана из Университета Северной Аризоны , было опубликовано 4 сентября 2009 года. Они изучили записи кернов осадочных пород из 14 арктических озер, подкрепленные записями годичных колец деревьев и ледяных кернов. Их выводы показали долгосрочную тенденцию к охлаждению, соответствующую циклам на орбите Земли , которая, как ожидалось, будет продолжаться еще 4000 лет, но была обращена вспять в 20 веке внезапным подъемом, приписываемым выбросам парниковых газов. Спад продолжался в течение средневекового периода и Малого ледникового периода. Последнее десятилетие, 1999–2008 гг., было самым теплым за этот период, и четыре из пяти самых теплых десятилетий пришлись на период с 1950 по 2000 гг. Scientific American описал график как в значительной степени повторяющий «так называемую «хоккейную клюшку», предыдущую реконструкцию». [140]
Дальнейшее подтверждение графика «хоккейной клюшки» пришло из нового метода анализа с использованием байесовской статистики, разработанного Мартином Тингли и Питером Хайберсом из Гарвардского университета, который выдал ту же базовую форму, хотя и с большей изменчивостью в прошлом, и обнаружил, что 1990-е годы были самым теплым десятилетием за 600-летний период, охватываемый исследованием. [141]
Реконструкция внетропического Северного полушария за 2000 лет, проведенная Льюнгквистом и опубликованная Geografiska Annaler в сентябре 2010 года, опиралась на дополнительные косвенные доказательства, чтобы показать как римский теплый период , так и средневековый теплый период со средними декадными температурами, достигающими или превышающими опорный средний уровень температуры 1961–1990 годов. Инструментальные записи периода 1990–2010 годов, возможно, были выше любой температуры в период реконструкции, хотя это не было отражено в косвенных записях. Они пришли к выводу, что их «реконструкция хорошо согласуется с реконструкциями Моберга и др. (2005) и Манна и др. (2008) в отношении амплитуды изменчивости, а также сроков теплых и холодных периодов, за исключением периода около 300–800 гг. н. э., несмотря на значительные различия как в охвате данных, так и в методологии». [142]
В статье Дэвида Фрэнка, Яна Эспера , Эдуардо Зориты и Роба Уилсона (Frank et al. 2010) в 2010 году было отмечено, что к тому времени было опубликовано более двух десятков крупномасштабных климатических реконструкций, демонстрирующих широкий консенсус относительно того, что в 20 веке наблюдалось исключительное потепление после более ранних климатических фаз, в частности, Средневекового теплого периода и Малого ледникового периода . Все еще оставались вопросы крупномасштабной естественной изменчивости, которые необходимо было решить, особенно для самых низкочастотных вариаций, и они призвали к дальнейшим исследованиям для улучшения экспертной оценки прокси и разработки методов реконструкции, явно учитывающих структурные неопределенности в процессе. [13]
Как отмечалось в нескольких исследованиях, методы реконструкции на основе регрессии имели тенденцию недооценивать низкочастотную изменчивость. Бо Кристиансен разработал новый метод (LOC) для решения этой проблемы и вместе с Люнгквистом использовал LOC для создания 1000-летней реконструкции, опубликованной в 2011 году. Она показала большую низкочастотную изменчивость и более холодный Малый ледниковый период, чем предыдущие исследования. [143] Затем они расширили реконструкцию LOC, используя выбранные прокси, которые имели задокументированную связь с температурой и прошли процедуру скрининга. Эта 2000-летняя реконструкция, опубликованная в 2012 году, снова показала большую изменчивость, чем более ранние реконструкции. Она обнаружила однородный Малый ледниковый период с 1580 по 1720 год, показывающий более холодные условия во всех областях, и хорошо определенный, но, возможно, менее однородный пик Средневекового теплого периода около 950–1050 годов, достигший или немного превысивший температуры середины 20-го века, как указано в предыдущих исследованиях, включая Mann et al. 2008 и 2009. [144]
Ljungqvist et al. 2012 использовали более крупную сеть прокси-данных, чем предыдущие исследования, включая использование прокси-данных с низким разрешением всего с двумя точками данных за столетие, чтобы создать реконструкцию, показывающую столетние закономерности температурной изменчивости в пространстве и времени для территорий северного полушария за последние 1200 лет. В этом широком масштабе они обнаружили широко распространенное тепло с 9 по 11 века, приближающееся к среднему значению 20 века , с доминирующим похолоданием с 16 по 18 века. Наибольшее потепление произошло с 19 по 20 века, и они отметили, что инструментальные записи последних десятилетий были намного теплее среднего значения 20 века. Их пространственная реконструкция показала сходство с реконструкцией поля климата Mann et al. 2009, хотя разное разрешение означало, что они не были напрямую сопоставимы. Результаты были надежными, даже когда было удалено значительное количество прокси-данных. [145]
Marcott et al. 2013 использовали прокси морского дна и озерного дна, которые были полностью независимы от тех, которые использовались в более ранних исследованиях, для реконструкции глобальных температур за последние 11 300 лет, охватывая весь голоцен и показывая за последние 1000 лет подтверждение оригинального графика хоккейной клюшки MBH99. [146] Температура медленно росла с последнего ледникового периода, достигнув уровня, который длился от 10 000 до 5 000 лет назад, затем в соответствии с циклами Миланковича началось медленное снижение, прерванное небольшим повышением в течение Средневекового теплого периода, до Малого ледникового периода. Затем это снижение было прервано уникально быстрым повышением в 20 веке до температур, которые уже были самыми теплыми по крайней мере за 4000 лет, в пределах диапазона неопределенностей самых высоких температур за весь период, и по текущим оценкам, вероятно, превысят эти температуры к 2100 году. [147]
1965
1978
1979
1989
1990
{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )(тел.: 0-521-40720-6 ).1991
1992
1993
1994
1995
Недавнее повышение температур в сочетании с более засушливыми годами может изменить реакцию деревьев на климат.
1996
{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )(pb: 0-521-56436-0 ) pdf Архивировано 15 октября 2011 г. на Wayback Machine .1997
1998
1999
2000
2001
{{citation}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )(атрибуция графика исправлена ).{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )(тел.: 0-521-01495-6 ).2002
2003
2004
2005
{{citation}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )().2006
Rodale Books; Первое издание (26 мая 2006 г.).
2007
{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )(тел.: 978-0-521-70596-7 ).2008
2009
{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ).2010
2011
2012
2013
{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) (78 исследователей, автор-корреспондент Даррелл С. Кауфман).