Onsdag 22.11.2017 - Uke 47

logo

Samarbeidspartnere

Jan-Erik Solheim og medforfattere varsler at iskanten i Barentshavet vil trekke seg kraftig sørover de neste tiårene basert på naturlige klimasvingninger. Men hva med den menneskeskapte påvirkningen, spør Sigmund Hanslien.


530 fig1Figur 1: Sørlig grense for sommeriskanten 1579 – 2012 (rødt) og beregnet syntetisk kurve (blått) basert på 4 perioder bestemt ved Fourier Transform analyse av Solheim et.al.

Den 15.01.2016 har Jan-Erik Solheim, Stig Falk-Petersen og Ole Humlum et innlegg på geoforskning.no, Iskanten i Barentshavet, der de prognoserer at iskanten vil trekke kraftig sørover de nærmeste tiårene og dermed reversere den trenden som har dominert de siste 100 år.

Deres tolkning er at isutbredelsen følger naturlige svingninger med liten eller ingen menneskeskapt (antropogen) påvirkning.

Analysen bygger på data om posisjonen til iskanten tilbake til begynnelsen av 1700-tallet, samlet inn av den kjente polarforskeren og nylig avdøde Torgny Vinje.

Vinje analyserte selv dette datasettet og kom fram til en forskjellig konklusjon med hensyn til mulig antropogen påvirkning (Vinje og Goosse, 2003).

Det er interessant å undersøke nærmere hvorfor disse to analysene, basert i hovedsak på samme datasett, ledet forfatterne til å konkludere så forskjellig.

Prognose og metodikk - Solheim et al.

Solheim et al. forventer at sommeriskanten minimum vil ligge så langt sør som 78N etter år 2050 (figur 1 over). Dette tilsvarer to til fem grader lengre sør enn det som har vært tilfelle i årene etter tusenårsskiftet.  

En slik endring er ikke triviell, da den vil ha stor betydning for fiske og fangst, maritim trafikk og ikke minst mulige feltutbygginger i Barentshavet.

Metoden som Solheim et al. anvender baserer seg på å trekke ut periodiske variasjoner fra historiske iskantdata, for så å beregne hvordan disse svingningene vil slå ut i framtiden ved hjelp av en Fourier Transform analyse.

Hvis en faktor påvirker bare en liten del av de historiske målingene og ikke er en del av de naturlige svingningene, så vil det svekke prognosekraften til metoden.

Dette vil være tilfelle ved en eventuell antropogen påvirkning over en kortere periode.

Spørsmålet om antropogen påvirkning på arktisk temperatur / isutbredelse er derfor av vesentlig betydning for å vurdere validiteten til prognosen som Solheim et al. presenterer.

Iskanten og solvariasjoner

Både Vinje og Solheim et al. knytter den historiske utstrekning av isen til variasjoner i solaktiviteten. En interessant oppsummering av tidligere forsøk på å koble solaktiviteten direkte til klimaendringer finnes her.

Vinje fant en god samvariasjon mellom lengden av solflekkperiodene og isutbredelsen i Barentshavet (Vinje og Goosse, 2003). Denne korrelasjonen er vist i figur 2 med figurtekst som er hentet fra nevnte publikasjon.

530 fig2Figur 2. Left scale and blue curve: Normalised deviation from the 1750 - 2000 mean of the August ice extent in the Barents Sea. Left scale and red curve: Normalised deviation from the 1750 - 2000 mean solar cycle length after Friis, Christensen and Lassen (1991) etc….(Vinje og Goosse, 2003)

For å sitere artikkelen videre:  

”After about 1960 there seems to be a clear, temporally increasing divergence between the two curves indicating that other than natural effects becomes dominant. This divergence occurs in spite of the fact that the ocean and atmospheric surface temperatures in the Norwegian Sea show a downward trend since 1955 and that the solar cycle length, or radiation, as well as Arctic temperatures are lower today than around 1940”.

Solheim et al. har gjort en tilsvarende analyse der de korrelerer total solinnstråling (TSI) med historiske beregninger av iskanten. De finner en korrelasjon r =0,63 mellom TSI og beliggenheten av iskanten, basert på en lineær sammenheng.

Etter deres beregninger flytter iskanten seg ca. 0,9 grader nordover for 1 W/m2 økning av total solinnstråling (for mer detaljer se artikkelen).

I figur 3 vises differansen mellom observert iskant og iskanten modellert ut fra solinnstrålingen (TSI), basert på den nevnte lineære sammenhengen.

530 fig3Figur 3. Forskjellen mellom observert iskant og iskanten beregnet ut fra variasjon i total solinnstråling (TSI) (fra Solheim et al.).

Fra denne differansekurven konkluderer Solheim et al. at det ikke er tegn til økende avvik etter 1960. Derimot finner de at avvikene øker lineært gjennom hele perioden fra 1723.

De foreslår at en mulig forklaring på dette er at tidspunktet da jorda i sin årlige bane er nærmest sola (perihel, som nå er ca. 4. januar) har flyttet seg framover ca. fem dager siden 1723.

Solheim et al. ser med andre ord ingen tegn til antropogen påvirkning, altså det motsatte av hva Vinje og Goosse (2003) fant i sin analyse.

Alternativ tolkning

Det bør ikke overraske noen at hvis vi beregner den lineære trenden for et datasett så blir resultatet en rett linje med en stigning som er konstant over hele perioden som vi ser i figur 3.

Hvis vi er interessert i å utforske om det skjer trendskifte innenfor perioden, og fortsatt vil bruke en lineær sammenheng, så må tidsintervallet deles opp og analyseres separat.

Det har jeg gjort i figur 4 basert på samme avviksdata som i figur 3.

530x328 fig4Figur 4. Forskjellen mellom observert iskant og iskanten beregnet ut fra variasjon i total solinnstråling (TSI). Samme datasett som i figur 3, men trendlinjene for avvikene fra TSI modellen til Solheim et al. er beregnet separat før og etter 1950 (gult område).

Som figur 4 viser så er den lineære differansekurven beregnet for perioden 1723 - 1949 nær konstant (svart heltrukken linje).

Derimot er det en svært markant økning i avviket for perioden 1950 til 2012 (rød heltrukken linje). Den røde stiplede kurven representerer en polynomial tilpasning for hele perioden fra 1723 til 2012.

Trenden i avviket for hele perioden som Solheim et al. har beregnet (stiplet svart linje) ser vi skyldes utelukket det høye avviket i perioden etter 1950.

Jeg skal ikke spekulere for mye i årsaken til at TSI-modellen til Solheim et al. har en dårligere korrelasjon med iskantposisjonen etter 1950, med økende avvik mot vår tid.

Men jeg registrerer at TSI over den samme perioden viser en netto økning på mindre enn 0,1 prosent (fra figur 8 i innlegget til Solheim et al.) og at perihel muligens har endret seg med ca. én dag.  

Solheim et al. bruker gjerne korrelasjonskoeffisienter for å underbygge sine konklusjoner.

Som en liten test tok jeg differansekurven - representert ved den polynomiale tilpasningen i figur 4 - og plottet denne sammen med verdens forbruk av kull og olje (figur 5).  

Disse to kurvene korrelerer utmerket innbyrdes (r=0,95) og veksten i forbruket av fossilt brensel opptrer før avviket fra TSI modellen begynner å øke.

530x311 fig5Figur 5. Verdens kull- og oljeforbruk (grønn) og iskantens avvik fra TSI-modellen til Solheim et al. (rød kurve, polynomial tilpasning).

Så kan hende hadde polar- og klimaforsker Torgny Vinje rett i følgende konklusjon likevel:

«Both observations and simulations indicate that natural forcing is dominating the climate change from 1750 to mid 20th century, and that anthropogenic forcing becomes increasingly dominant thereafter”.  

Data som Solheim et al. presenterer ser ut til å støtte dette, dog ikke deres konklusjoner.


Referanser

Vinje, T. 1999, Barents Sea ice edge variation over the past 400 years. Extended abstract. Workshop on sea-ice charts of the Arctic,
Seattle, WA. World Meteorological Organization, WMO/TD No. 949, 4-/6

Vinje, T. og Goosse, H. 2003, Ice extent variations during last centuries. Observation and simulation of natural and anthropogenic effects, Poster at Final ACSYS Science Conference, Arctic and Antarctic Research Institute, St. Petersburg, 11-14 November 2003

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

46


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: