30. Dezember 2010

... und was ist mit Afrika du Spinner?

Nicht "Spinner" - "von Baskerville"! Sie müssen mich mit einem anderen, einem "Spinner" verwechseln. Der bin ich nicht, tut mir leid - oder auch nicht?!

Scherz beiseite. Kürzlich erreichte mich Post eines Lesers mit besagter Äußerung. Nach eingehender Lektüre komme ich nicht umher den Einwand dahingehend zu deuten, dass Herr M., nennen wir besagte Person unter Wahrung der Persönlichkeitsrechte einmal so, wohl der Überzeugung ist, dass ich erstens meine, die MWP wäre global gesehen ein Faktum, sakrosankt und deren Auftreten folglich auch für die Äquatorialregionen dieses Planeten durch zahlreiche Studien als gesichert anzusehen und zweitens dadurch die wohl seiner Meinung nach anderslautende Datenlage in Afrika (bewußt) ignoriere, ich Spinner - ähm, von Baskerville natürlich.

Wie ich schon mehrfach betont habe, bin ich nicht der Meinung, dass es "overwhelming" Evidenz für die Behauptung gibt, die MWP wäre ein globales "Ereignis" gewesen - 'overwhelming' für die NH: Ja!; für die SH: Nein, jedoch durch einige, gute Langzeitstudien als wahrscheinlich anzunehmen; für die Äquatorialregionen: Nein! - daher spreche ich von bi-hemisphärisch um einerseits dem Umstand Rechnung zu tragen, dass es sehr wohl gute Proxyrekonstruktionen für Regionen in der südlichen Hemisphäre gibt, in welchen eine wärmere MWP im Gegensatz zu einer kälteren Kleinen Eiszeit zu Tage treten und andererseites nicht müde werde, darauf zu verweisen, dass die Äquatorialregionen dieser Erde bis dato noch zu wenig erforscht sind, um klare Aussagen bezüglich der klimatischen Bedingungen in den letzten Millennia zu treffen.

Doch wie ist die Datenlage zu Afrika. Herr M. hat mir leider nicht mitgeteilt, woher er seine Informationen über Afrika denn bezieht, sein "und was ist" war wenig hilfreich - leider!

Nun gut, dann werde ich versuchen dem "und was ist" von Herrn M. ein, freilich begrenztes "so ist" von mir entgegenzusetzen. Für Genaueres, eine tiefergehende Auseinandersetzung mit der Thematik, verweise ich auf das PAGES-Projekt.

Einige Studien aus Südafrika sprechen für das Auftreten einer MWP. In der Studie Archaeological evidence for climatic change during the last 2000 years in southern Africa gelangt Huffman zur Einsicht, dass die MWP zwischen 900 und 1290 AD gelegen sein muss. Holmgren et al. finden laut Idso 2001 in einer Höhle in "Makapansgat Valley" Evidenz für eine MWP zwischen AD 800 und 1100. Im Jahre 2003 gelangen Holmgren et al. in einer Folgestudie (pdf-Format, ca. 360 KB) "Makapansgat Valley" zu nachstehender Erkenntnis:
Warmer periods occurred between 1 and 2 ka and were followed by a resumption of the declining trend. Evidence for medieval warming is present.
Holmgren et al., 2323


Im Jahre 2006 führen Holmgren und Öberg in ihrer Studie Climate Change in southern and eastern Africa during the past Millennium and it's implications for societal development, verschiedentlich Evidenz für eine wärmere MWP an. So schreiben sie bezüglich dem Süden Afrikas, mit Verweis auf Leslie and Maggs (2000) Folgendes:
The period from ca 850 to 1290 AD was a time of agricultural expansion in the Shashi-Limpopo region, according to archaeological and historical sources (Leslie and Maggs, 2000)[1]. Communities were expanded from the east (Zimbabwe) into the fringes of today's semi-arid Kalahari.
Holmgren und Öberg, 187.


In Hinblick auf Ostafrika führen sie eine Studie von Robertshaw und Taylor an,  die wohl indirekt darauf anspielt, dass es wahrscheinlicher ist, dass klimatisch günstigere Bedingungen mit einem Bevölkerungswachstum einhergehen, als es bei klimatisch ungünstigeren Bedingungen, wie Eiszeiten, wohl der Fall wäre.
Archaeological surveys show population expansion and establishment of centres in western Uganda at around 1000-1200 Ad (Robertshaw and Taylor, 2000)[2].
Holmgren und Öberg, 190


Für Ostafrika finden Tierney et al. in ihrer Arbeit Late-twentieth-century warming in Lake Tanganyika unprecedented since AD 500 (pdf-Format, ca. 3,85 MB) Evidenz für eine ausgedehnte Wärmeperiode  zwischen AD 1100 und 1400. Sie schreiben:
Lake Tanganyika then experienced a period of extended warmth between 1100 and 1400, followed by a return to cooler LSTs between 1400 and 1500 and more variable temperatures until 1900.
Tierney et al., 423


Aus einer Studie von Lamb et al. (2007), deren Daten aus Lake Hayq in Äthiopien stammen, können wir entnehmen:
Similar, but slightly moister climate than today, with high interdecaal variability, prevailed from AD 800 to AD 1200, equivalent to the European 'Medieval Warm Period'.
Lamb et al., Abstract


Für Äquatorial Ostafrika halten Verschuren et al. 2000 bezüglich Regen und Dürre fest:
Africa has alternated between contrasting climate conditions, with significantly rier climate than today during the 'Medieval Warm Period' (ca. AD 1000-1270) and a relatively wet climate during the 'Little Ice Age' (ca. AD 1270-1850) whicht was interrupted by three prolonged dry episodes.
Verschuren et al., Abstract


Für Westafrika, genauer Äquatorial Westafrika, kann ich auf die Studie Lowland rainforest response to hydrological changes during the last 1500 years in Gabon, Western Equatorial Africa von Ngomanda et al., aus dem Jahre 2007 verweisen. Sie schreiben:
The strong fluctuations of water balance at decadal scale during the 'Medieval Warm Period' (ca. 1100-800 cal yr BP) coincided with a noticeable increase in shade-intolerant taxa, indicating recurring rainforest canopy disturbance.
Ngomanda et al., Abstract


Des Weiteren, hier für NW Afrika, könnten wir auf das Interview mit Dr. Büntgen auf diesem Blog verweisen. In einer dort erwähnten Studie "Long-term drought severity variations in Morocco", wird Übereinstimmung mit europäischen Langzeit-Klimarekonstruktionen gefunden, was eine warme Periode im Mittelalter und eine kältere Klimaperiode in der "Kleinen Eiszeit" betrifft.

__________

[1] Leslie, M. and Maggs T. (ed): 2000, 'African Naissance: The Limpopo Valley 1000 years Ago', The South African Archaeological Society, Goddwin Series, 8.
[2] Robertshaw, P. and Taylor, D.: 2000, 'Climate change and the rise of political complexity om western Uganda', Journal of African History 41, 1-28.

29. Dezember 2010

So schließt sich der Kreis?!


Lamb (1965)
Mann et al. (1999)
Ljungqvist (2010)


... gehen Sie nicht über Los und ziehen Sie keine 4000 Euro ein Herr M.!

28. Dezember 2010

Guest Post auf Climate Science

Ich bin heute auf einen lesenswerten Gastbeitrag von Professor Syun-Ichi Akasofu auf Dr. Pielke Sr.'s blog, Climate Science, gestoßen. Er präsentiert einen Auszug seines Artikels The continuing recovery from the Little Ice Age (gesamter Artikel, pdf-Format, ca. 4,9 MB).

Professor Akasofu geht der Frage nach, ob wir uns immer noch in einer Phase befinden, in welcher sich das Klima von den Niedrigtemperaturen der Kleinen Eiszeit, messbar durch einen multi-centennialen, globalen Temperaturanstieg, weitestgehend unabhängig von menschlichen Einflüssen, konsolidiert oder nicht. AGWler würden dies verneinen, Klimarealisten wohl eher bejahen. 

Für mich von Interesse ist, dass Professor Akasofu in seiner Betrachtung des letzten Millenniums von einer MWP ausgeht, wenngleich er den Temperaturanstieg in Vergleich setzt zu den letzten 10.000 Jahren ("Both the Medieval Warm period and the LIA were relatively minor fluctuations during the last 10,000 years"). Aus seinem ausführlichen Artikel geht dann meines Erachtens klar hervor, dass er diese MWP wohl als globales Phänomen sieht. Doch lesen Sie auf Seite 1211 selber:
There is little doubt that the Earth experienced a relatively cool period after the Medieval Warm Period around the year 1000. In this section, we briefly review changes of temperature from about 1000 to the present before examining details of recovery from the LIA.

27. Dezember 2010

Pollendaten als "high frequency" Klimaindikatoren

In einer neuen Studie von Helama et al. Reconciling pollen-stratigraphical and tree-ring evidence for high- and low-frequency temperature variability in the past millennium (Abstract), kommen die Autoren zum einen zum Ergebnis, dass es - nicht ganz unerwartet - wohl in den "high-latitude Regionen" Europas eine MWP - Sie schreiben politisch korrekt MCA - gab. Zum anderen führen sie Evidenz dafür an, dass nicht nur Baumringdaten sondern auch Pollen-Proxydaten zur Feststellung von "high-frequency variations" in vergangenen Klimata herangezogen werden können.

Hier ein Teilauszug des Abstracts:
Climate change and variability assessments require an understanding of their long-term and period (low-frequency) and short-term and period (high-frequency) variations. Pollen data have conventionally been thought of as a proxy of low-frequency variation of past climates but of more limited applicability for studying high frequencies. Likewise, tree-rings are commonly supposed to reflect faithfully high-frequency variations, with additional uncertainties attributable to variations at lower frequencies. Here we challenge this view in the context of pollen and tree-ring based temperature reconstructions from high-latitude Europe. ...

23. Dezember 2010

Alaska und die MWP

In der letzten Ausgabe der Quaternary Science Reviews ist eine interessante Studie von Clegg et al., mit dem Titel Six millennia of summer temperature variation based on midge analysis of lake sediments from Alaska (pdf-Format, ca. 690 KB), erschienen. 

Die Autoren stellen einleitend fest:
We analyzed sediments of the past 6000 years from Moose Lake (61°22.45'N, 143°35.93'W, 437 m a.s.l.) in south-central Alaska for midge assemblages at decadal to centennial resolution. Here we report the results and use the assemblage data to derive mean July air temperature (TJuly) estimates using the transfer function of (Barley et al. 2006)[1]. The reliability of this approach at Moose Lake is evaluated by comapring midge-based TJuly estimates with weatherstation and treering-based temperature data from the same region (Davi et al., 2003)[2]. We then discuss temperature fluctuations at centennial and millenial timescales over the past six millennia and explore the factors causing these fluctuations.
Clegg et al., 3309.


Für uns von Interesse ist im Speziellen die Auswertung der gewonnenen Daten unter Punkt 4.3: "Temperature fluctuations over the past 2000 years: comparison with previous results". Wir lesen:
A number of recent paleoclimate studies in Alaska and elsewhere have focused on high-resolution reconstructions over the past two millennia (e.g. Hu et al., 2001; Loso et al., 2006; McKay et al., 2008)[3]. Comparisons of the TJuly record from Moose Lake with other Alaskan temperature records suggest that the regional coherency observed in instrumental temperature records (e.g. Wiles et al., 1998; Gedalof and Smith, 2001; Wilson et al., 2007)[4] extends broadly to at least 2000 cal BP. For example, climatic events such as the LIA and the Medieval Climate Anomaly (MCA; peak warmth around 1000 cal BP) occurred largely synchronously between our TJuly record from Moose Lake (Fig. 4C) and a Delta18O-based temperature record from Farewell Lake on the northwestern foothills of the Alaska Range (Hu et al., 2001; Fig. 4D).

Man kann also getrost behaupten, dass in vorliegender Studie Evidenz für die Existenz einer MWP gefunden wurde (ich betrachte nach wie vor die Bezeichnung Klimaanomalie in diesem Zusammenhang als irreführend; man möge sich Fig. 3 A, samt Beschreibung zu Gemüte führen; für mich ist hier ein deutlicher Temperaturanstieg von 600 A.D. mit einem Peak um 1200 A.D. ersichtlich).

Doch wie verhält es sich mit den anderen Studien; mit den Studien von Hu et al., 2001; Loso et al., 2006; McKay et al., 2008 und nicht erwähnten Arbeiten - verwendet von Ljungqvist, in seiner neuesten Studie - wie D'Arrigo et al. 2006 oder Loso 2009? 

Die älteste, erwähnte regionale Langzeitstudie für Alaska ist von Hu et al., erschienen unter dem Titel Pronounced climatic variations in Alaska during the last two millennia. Sie scheint, wie wir gleich im Zitat anführen werden, auch die erste hochwertige Langzeitstudie für Alaska zu sein, darum ist es zudem angebracht, hier zu beginnen.

Hu et al. gestalteten
multiproxy geochemical analyses of a sediment core from Farewell Lake (62° 33' N, 153° 38' W, 320 m altitude) in the northwestern foothills of the Alaska Range (Fig. 1A).
These analysis provide the first high-resolution (multidecadal) quantitative record of Alaskan climate variations that spans the last two millennia.
Hu et al., 10552.


Sie gelangten hierbei zu folgenden Resultaten:
The relatively warm climate A.D. 850-1200 at Farewell Lake corresponds to the Medieval Climatic Anomaly, a time of marked climatic departure over much of the planet (9,32)[5]. 
Our SWT reconstruction at Farewell lake indicates that although the 20th century, represented by the uppermost three samples, was among the warmest periods of the past two millennia, two earlier intervals may have been comparably warm (A.D. 0-300 and A.D. 850-1200). These data agree with tree-ring evidence from Fennoscandia, indicating that the recent warmth is not atypical of the past 1000 years (33, 34).[6]
[Von Interesse Fig. 3.; die durchschnittlich höheren Temperaturen im Mittelalter gegenüber der Kleinen Eiszeit sind meines Erachtens claire and distincte ablesbar, W.v.B.]
Hu et al. 10555.


Loso et al. finden in ihrer 2006, in Quaternary Research publizierten Arbeit A 1500-year record of temperature and glacial response inferred from varved Iceberg Lake, southcentral Alaska [pdf-Format, ca. 1 MB]) ebenfalls Evidenz für die Existenz einer MWP im Untersuchungsgebiet vor.

Sie führen folgendermaßen ein:
In this paper, we present a new 1500-yr-long varve record from iceberg lake, a proglacial lake in the heart of southern Alaska's icefileds.  ... Even taking into account the evidence for early onset o the Little Ice Age in southern Alaska around 1200 A.D. (Wiles et al., 2002)[7], this chronology clearly spans a complete warm-cold-warm cycle, including clear expressions of both the LIA and the MWP that preceded it.
Loso et al., 13.


Um letztlich konkludieren zu können:
Relative to the entire period of record, temperatures suggested by the chronology were lowest around 600 A.D., increased slowly and sporadically from then until reaching a relatively stable value in the Medieval Warm Period between A.D. 1000 and 1250, cooled again towards a sustained period of Little Ice Age cold between A.D. 1500 and 1850, and have increased dramatically since then.
Loso et al., 23.


Als nächste Arbeit wollen wir On the long-term context for late twentieth century warming (pdf-Format, 920 KB) von D'Arrigo et al., erschienen in Journal of Geophysical Research, anführen. D'Arrigo et al. "develop two new tree-ring-based reconstructions of NH temperatures that address several priorities recommended for the generation of such records" (2). Die in Alaska liegenden Proxydaten, welche weit genug zurückreichen, weisen eine MWP auf, klar ersichtlich in Table 1., an den Daten "Seward" und "Coastal Alaska", abzulesen in Figure 2. Generell in Bezug auf die NH konkludieren D'Arrigo et al. nachstehend:
We have presented STD and RCS NH temperature reconstructions for the past 1259 years. In so doing, we have addressed several recommended priorities [Esper et al., 2005b][8] for the development of large-scale reconstructions (see above). ... The NH RCS reconstruction displays pronounced variability, including significant "MWP" and "LIA" departures.
D'Arrigo et al, 11.


Auch die Studie von McKay et al., Biogenic silica concentration as a high-resolution, quantitative temperature proxy at Hallet Lake, south-central Alaska (pdf-Format, 1,35 MB), erschienen in Geophysical Research Letters, zeigt eine MWP an. Die Autoren schreiben:
BSi-inferred summer temperatures were warmer than the long-term (2ka) average (3.1 °C) from ca. 100 to ca. 500 AD, before decreasing rapidly to ca. 2°C by 600 AD (Figure 3). This cooling coincides with a period of glacial advance in the Chugach Range, and the Kenai and St. Elias Mountains [Wiles et al., 2008][9]. After ca. 600 AD, summer temperature gradually icreased from 2 to ca. 4°C by 1300 AD, and remained above the 2 ka average until ca. 1500 AD.
Mc Kay et al., 5


Die letzte Studie, Summer temperatures during the Medieval Warm Period and Little Ice Age inferred from varved proglacial lake sediments in southern Alaska, (pdf-Format, 620 KB) erschienen im Journal of  Paleolimnology, kann als "Update" zu seiner Studie von Loso aus dem Jahre 2006 gesehen werden und zeigt ebenfalls, klar ersichtlich, eine MWP in der Studiengegend an. Im Abstract fasst Loso zusammen:
A Medieval Warm Period is evident from 1000 to 1100 AD, but the temperature reconstruction suggest it was less warm then recent decades - an observation supported by independent geological evicence of recent glacier retreat that is unprecedented over the period of record.
Loso, 117.


In seiner Ausarbeitung der Temperaturrekonstruktion schreibt Lobo weiters:
Temperatures were generally higher than average from 950 to 1350 AD, and after a brief rise around 1850 AD reached their highest levels after 1950 AD.
Loso, 125.


Letztlich konkludiert Loso folgendermaßen:
Second, the Medieval Warm Period is evident in the record, and  based on that and other evidence I suggest that it most clearly and consistently manifest itself in southern Alaska during the eleventh century AD.
Loso, 127.


Halten wir fest:
Die neue Studie von Clegg et al. (2010) kann als eine von vielen Studien angesehen werden, die Evidenz für die Behauptung liefert, dass es auch in Alaska eine MWP gab.

Frühere Studien von Hu (2001), Loso et al. (2006) und  Mc Kay et al. (2008) sowie bei Clegg et al. nicht angeführte, jedoch von Ljungqvist  (2010) verwendete, weitere Studien von D'Arrigo et al. (2006) und Loso (2009) zeichnen ein ähnliches Bild, wenngleich des Öfteren von einer Klimaanomalie gesprochen wird.

__________

[1] Barley, E.M., Walker, I.R., Kurek, J., Cwynar, L.C., Mathewes, R.W., Gajewski, K., Finney, B.P., 2006. A northwest North American training set: distribution of freshwater midges in relation to air temperature and lake depth. Journal of Paleolimnology 36, 295-314.
[2] Davi, N.K., Jacoby, G.C., Wiles, G.C., 2003. Boreal temperature variability inferred from maximum latewood density and tree-ring width data, Wrangell Mountain region, Alaska. Quaternary Research 60, 252-262.
[3] Aufgeführte Studien werden im Lauf des Posts erörtert.
[4] Wiles, G.C., D'Arrigo, R., Jacoby, G., 1998. Gulf of Alaska atmosphere-ocean variability over recent centuries inferred from coastal tree-ring records. Climatic Change 38, 289-306.
Gedalof, Z., Smith, D.J., 2001. Interdecadal climate variability and regime scale shifts in Pacific North America. Geophysical Research Letters 28, 1515-1518.
Wilson, R., Wiles, G., D'Arrigo, R., Zweck, C., 2007. Cycles and shifts: 1,300 years of multi-decadal temperature variability in the Gulf of Alaska. Climate Dynamics 28, 425-440.
[5] Stine, S. (1994) Nature (London) 369, 546-549.
Broecker, W. S. (2001) Science 291, 1497-1499.
[6] Briffa, K. R., Bartholin, T. S., Eckstein, D., Jones, P. D., Karlen, W., Schweingruber, F. H. & Zetterberg, P. (1990) Nature (London) 346, 434-439.
Briffa, K. R., Jones, P. D., Bartholin, T. S., Eckstein, D., Schweingruber, F. H., Karlen, W., Zetterberg, P. & Eronen, M. (1992) Climate Dyn. 7, 111-119.
[7] Wiles, G. C., Jacoby, G.C., Davi, N.K., McAllister, R.P., 2002. Late Holocene glacier fluctuations in the Wrangell Mountains, Alaska. Geological Society of America Bulletin 114, 896-908.
[8] Esper, J., R. J. S. Wilson, D. C. Frank, A. Moberg, H. Wanner and J. Luterbacher (2005b), Climate: Past ranges and future changes, Quat. Sci. Rev., 24, 2164-2166.
[9] Wiles, G. C., D. J. Barclay, P. E. Calkin, and T. V. Lowell (2008), Century to millennial-scale temperature variations for the last two thousand years indicated from glacial geologic records of southern Alaska, Global and Planetary Change, Volume 60, Issues 1-2, January 2008, Pages 115-125.


19. Dezember 2010

Neue Evidenz für das Auftreten einer nordhemisphärischen MWP

In meinem Interview vom 5. August dJ - Menschen im Gespräch: Teil III - wies Frederic Carpentier Ljungqvist, mein damaliger Interviewpartner, darauf hin, dass er im Herbst eine neue Arbeit veröffentlichen werde. 

Er schrieb damals:
This autumn I will come out with a new paper, with an improved quantitative multi-proxy temperature reconstruction for the extra-tropical Northern Hemisphere covering the last 2,000 years.

Spät aber doch bin ich durch ein lesenswertes Posting auf diesem Blog: klimablog.de daran erinnert worden, dass ich mir eigentlich diese Arbeit genauer ansehen wollte.

September 2010 ist nun besagte Arbeit "A NEW RECONSTRUCTION OF TEMPERATURE VARIABILITY IN THE EXTRA -TROPICAL NORTHERN HEMISPHERE DURING THE LAST TWO MILLENNIA" in Geografiska Annaler (Siehe hier: http://onlinelibrary.wiley.com) erschienen.

Ljungqvist bietet in dieser Studie
a new temperature reconstruction for the extra-tropical Northern Hemisphere (90-30°N) with decadal resolution for the last two millennia.
Ljungqvist: A new reconstruction ..., 340.


Zur Verwendung gelangten dabei 30 "temperature sensitive proxy records", von denen alle bis A.D. 1000, 16 bis A.D. 1 zurückreichen - Ljungqvist erwähnt nebenbei den Unterschied zu vorangehenden Studien, welche (Jones et al. 1998; Mann et al. 1999; Crowley and Lowery 2000)[1]  in seinen Augen allesamt nur über ein "very limited and unevenly distributed set of proxy data" (344) verfügten.

Seine Proxy-Datensätze sind im Gegensatz dazu gut durchmischt zusammengesetzt aus
2 historical documentary records, 3 marine sediment records, 5 lake sediment records, 3 speleothem Delta 18O records, 2 ice-core Delta 18O records, 4 varved thickness sediment records, 5 tree-ring width records, 5 tree-ring maximum latewood density records, and 1 Delta 13C tree-ring record.
Ljungqvist: A new reconstruction ..., 340.


Nun zu den Resultaten. Für mich nicht überraschend zeigen die Datensätze klar und deutlich eine "distinct Medieval Warm Period" (347) an. In Ljungqvists Résumé klingt das so:
It is a rather conventional temperature history of the last two millennia, similar to that already outlined in Lamb (1977)[2], that appears in our reconstruction, with a Roman Warm Period c. AD 1-300, a Dark Age Cold Period c. AD 300-800, a Medieval Warm Period c. AD 800-1300 and a Little Ice Age c. AD 1300-1900, followed by the twentieth-century warming.
Ljungqvist: A new reconstruction ..., 343.

Our new two-millennia long extra-tropical Northern Hemisphere (90-30° N) temperature reconstruction supports a distinct Medieval Warm Period and an evan more distinct Little Ice Age, followwed by a rapid twentieth-century warming.
Ljungqvist: A new reconstruction ..., 347.


Ein wenig ironisch scheint es doch zu sein, dass nach all dem Auf und Ab der letzten Jahre, Dr. Lamb mit seinen Aussagen wohl letztlich doch nicht so ganz falsch gelegen ist. 

Es sei mir am Schluss gegönnt einen kurzen Seitenhieb, nicht direkt die MWP betreffend, auszuteilen. Ljungqvist, wohl als einer von Wenigen, weist darauf hin, dass die Proxy-Rekonstruktion nur in Verbindung mit den instrumentell gewonnenen CRUTEM3+HadSST2 90-30° N Temperaturdaten (Brohan et al. 2006; Rayner et al. 2006)[3] das Bild der "gegenwärtigen" Erwärmung (1990+) zeichnet, das wir zur Genüge kennen. "The proxy reconstruction itself", schreibt er,
does not show such an unprecendented warming but we must consider that only a few records used in the reconstruction [na immerhin 11 bis 1999, W.v.B.] extend into the 1990s.
Ljungqvist: A new reconstruction ..., 343.

__________

[1] Jones, P.D., Briffa, K.R., Barnett, T.P. and Tett, S.F.B., 1998: High-resolution palaeoclimatic records for the last millennium: interpretation, integration and comparison with General Circulation Model control-run temperatures. The Holocene, 8: 455-471.
Mann, M.E., Bradley, R.S. and Hughes, M.K., 1999: Northern hemisphere temperatures during the past millennium: inferences, uncertainties, and limitations. Geophysical Research Letters, 26: 759-762.
Crowley, T.J. and Lowery, T., 2000: How warm was the Medieval Warm Period? A comment on 'man-made versus natural climate change'. Ambio, 29: 51-54.
[2] Lamb, H.H., 1977: Climate: present, past and future 2. Climatic history and the future. London, Methuen: 835 p.
[3] Brohan, P., Kennedy, J., Haris, I., Tett, S.F.B. and Jones, P.D., 2006: Uncertainty estimates in regional and global observed temperature changes: a new dataset from 1850. Journal of Geophysical Research, 111: D12106.
Rayner, N.A., Brohan, P., Parker, D.E., Folland, C.K., Kennedy, J.J., Vanicek, M., Ansell, T. and Tett, S.F.B., 2006: Improved analyses of changes and uncertainties in marine temperature measured in situ since the mid-nineteenth century: the HadSSt2 dataset. Journal of Climate, 19: 446-469.


15. Dezember 2010

Informationsportal Klimawandel

Im Klimazwiebel-Blog wurde letztens darauf hingewiesen, dass die ZAMG nun, wie schon von Dr. Böhm in meinem Interview für den Herbst angekündigt (Siehe: Menschen im Gespräch: Teil II), ein Informationsportal Klimawandel online gestellt hat.

Werfen wir einen Blick auf die Aussagen zur MWP.
Unter der Rubrik Paläoklima: 2000 Jahre wird auf das Klima der letzten zwei Millennia eingegangen. 

Wir lesen Folgendes:
Innerhalb des deutlich geringen Schwankungsbereichs des Holozäns lösten in der nachchristlichen Zeit kühlere und mildere Abschnitte einander ab: Mäßig kühlen Verhältnissen in der Völkerwanderungszeit folgte das mittelalterliche Klimaoptimum, die Kleine Eiszeit ging in den modernen Temperaturanstieg über.
Mit großer Wahrscheinlichkeit waren die Klimaschwankungen zumindest nordhemisphärisch. Eine aktuelle Multi-Proxy-Rekonstruktion schlägt für Spätantike und Frühmittelalter leicht unterkühlte Bedingungen im Vergleich zum 20. Jahrhundert vor, von einer Klimaverschlechterung als Mitauslöser der Völkerwanderung ist jedoch nichts zu bemerken (Abb. 1 oben). Das günstige Klima des Hochmittelalters ermöglichte nicht nur ausgedehnten Weinbau in Europa, auch Ausbildung der Staaten, Aufschwung der Städte und Bevölkerungswachstum fallen in diese Zeit.

Von einer MWP ist hier allerdings nicht die Rede. Dr. Böhm und Dr. Reitner sprechen hier von "Klimaschwankungen" und einem "mittelalterlichem Klimaoptimum" bzw. "günstigem Klima des Hochmittelalters".

In Hinblick auf die Zeitspanne von 2000 Jahren kann man m.E. nicht guten Gewissens von Klimaschwankungen, in Bezug auf die Mittelalterliche Warmperiode, die Kleine Eiszeit und die eintretende Erwärmungsphase mit Auslaufen der Kleinen Eiszeit, sprechen. Der Begriff der Schwankung mag neutral klingen, relativiert aber zugleich. "Schwanken" tut das Klima immer. Das ändert dennoch nichts daran, dass  innerhalb der letzten 2 Millennia klar quantifizierbare "Schwankungen" auftraten, die über die unterschiedlichen Temperaturniveaus einer Periodizität zugeführt werden können. Nur so werden in meinen Augen Vergleiche möglich.

Von einem mittelalterlichen Klimaoptimum zu sprechen ist in meinen Augen ebenfalls verfehlt. Ein Optimum insinuiert keine Erwärmungsphase, keine Phase von durchschnittlichen wärmeren Temperaturen, sondern in der Regel ein Wärmepeak; ein Überwinden des "Second Steps" hin zum Gipfel - um ein Bild zu gebrauchen -, nicht jedoch die durchschnittlich höheren Temperaturen in dieser Periode - höhere Berge im Himalaya.

Sogesehen hätten wir das neuzeitliche Optimum, zum jetzigen Zeitpunkt, bereits 1998 für viele Teile der Welt erreicht. Für Teile Skandinaviens bereits in den 30er Jahren des vorigen Jahrhunderts. Es wäre auch interessant, wenn man darauf verweisen würde, dass für Teile Südamerikas das neuzeitliche Optimum dann ins 18 Jh fallen könnte.

Der Vorteil des Konzeptes einer Mittelalterlichen Warmperiode, meinetwegen, wo nötig auch spezifizierbar in eine Spät- oder Hochmittelalterliche Warmperiode, wurde von mir schon eingehend erörtert (http://mittelalterlichewarmperiode.blogspot.com/2010_10_01_archive.html).

Es läßt auch Vieles darauf schließen, dass der Gebrauch dieses Konstruktes in der Klimatologie immer noch weitverbreitet ist, wie u.a. die von mir angeführten 50 Studien für die Jahre 2009/10 (1 HJ), publiziert in angesehenen Journalen wie The HolocenePalaeogeography,Palaeoclimatology,PalaeoecologyQuaternary ResearchQuaternary International oder Quaternary Science Review, zeigen. 

Darüber hinaus scheint es Konsens zu sein, dass die durchschnittlichen Temperaturen während der Mittelalterlichen Warmperiode um Einiges höher waren, als "during the subsequent Little Ice Age", wie selbst die Kritiker der MWP, Bradley, Hughes und Diaz bemerkten - wenn auch nur für die Nördliche Hemisphäre zugestanden.

Ebenfalls verfehlt scheint mir nachstehende Aussage zu sein:

"Mit großer Wahrscheinlichkeit waren die Klimaschwankungen zumindest nordhemisphärisch."

Die "Klimaschwankung", für uns synonym genommen für die MWP, ist in meiner Definition nordhemisphärisch durch viele, südhemisphärisch durch einige Studien als gesichert anzusehen - wenn wir die Äquatorialzonen außen vor lassen. Somit müsste m.E. dieser Satz folgendermaßen lauten:

"Für die Nördliche Hemisphäre kann, durch zahlreiche Studien als gesichert, für die Südliche Hemisphäre durch einige Studien als wahrscheinlich, angenommen werden, dass es einen Zeitabschnitt im Mittelalter gab, der durchschnittlich wärmere Temperaturen aufwies als der nachfolgende Zeitabschnitt, bekannt unter dem Namen Kleine Eiszeit - freilich in Bezug auf die jeweils untersuchten Regionen. Um diesem Sachverhalt Rechnung zu tragen, spricht man in der Klimatologie von einer mittelalterlichen Warmperiode."

7. Oktober 2010

Menschen im Gespräch - eine Nachbetrachtung

Ich möchte die Gelegenheit nutzen, um meinen Gesprächspartnern recht herzlich zu danken. Meine Anfragen wurden durchwegs schnell und zuvorkommend beantwortet - von einer unterstellten Abgehobenheit der Klimawissenschaften in generi kann also keine Rede sein.


Mittelalterliche Warmperiode
Meine intensive Auseinandersetzung mit dem Thema, die geführten Gespräche und der rege, nicht-öffentliche Austausch mit vielen hilfsbereiten Klimawissenschaftern haben mich in meiner Einschätzung darüber gestärkt, dass für die Nördliche Hemisphäre - durch hunderte Studien gestützt - folgendes behauptet werden kann:
  • Es spricht Vieles dafür, dass es einen Zeitabschnitt gab, in welchem sich die Durchschnittstemperaturen (wärmer) teilweise deutlich von jenen des nachfolgenden Zeitabschnittes - bekannt unter dem Begriff der "Kleinen Eiszeit" - (kälter) abhoben. Da dieser Zeitabschnitt historisch gesehen in  das "Mittelalters" fiel, ist es angebracht, den Lamb'schen Terminus einer "Mittelalterlichen Warmperiode oder -zeit" in einem rein deskriptiven Sinne beizubehalten. Allerdings halte ich es manchmal durchaus für geboten, diesen Zeitabschnitt in einem normativen Sinne zu spezifizieren, in dem man z.B. - wo nötig - dezitiert von einer "Hochmittelalterlichen Warmperiode" spricht.

Den Begriff der Anomalie halte ich für nicht grundlegender als den Terminus der Periode oder Zeit an sich, da wir vom kleinsten gemeinsamen Nenner - den gemittelten Temperaturen - ausgehen. Somit wird hier auch nicht insinuiert, dass zu allen Zeiten, an allen Orten in der Nördlichen Hemisphäre, gleich hohe oder tiefe Temperaturen vorherrschten, was letztlich den Einwand der teilweisen Asynchronität der Wärmecluster obsolet macht.

Für die Südliche Hemisphäre, den Rest der Welt, kann festgehalten werden, dass hier sehr wohl, an verschiedenen Lokalitäten, auf allen Kontinenten, Dutzende Studien für eine wärmere Klimaphase im Mittelalter sprechen. Freilich und das muss festgehalten werden; qualitativ hochwertige Studien, jedoch quantitativ (noch) weniger Studien als für die Nördliche Hemisphäre (vor allem für Afrika, Australien und die Regionen um den Äquator).

Des Weiteren scheint Vieles dafür zu sprechen, dass die sog. "Kleine Eiszeit" (ein sich teilweise über Jahrhunderte hinziehender Temperaturabfall bzw. im Mittel eine deutliche Abkühlung) global quantifizierbar zu sein scheint. Damit können wir für die Südliche Hemisphäre schlussfolgern:
  • Es scheint auch für die Südliche Hemisphäre durchaus Sinn zu machen, und dafür pädiere ich, eingeschränkt, an - wo nötig - das jeweilige Auftreten einer "Kleinen Eiszeit" gekoppelt, von einer Warmzeit oder -periode zu sprechen. So könnte ich mir vorstellen, von einer Spätmittelalterlichen Warmzeit/-periode für Teile Südamerikas zu sprechen.

Wenn ich die hunderten von Studien, welche ich in den letzten Monaten durchkämmt habe, vor meinem geistigen Auge ins Kalkül ziehe, so bin ich geneigt zu behaupten, dass der "Trend" klar auf eine global quantifizierbare wärmere Periode/Zeit, mit verschieden starker räumlicher und zeitlicher Ausprägung hingeht. Dies scheint auch vor dem Hintergrund der Einflussfaktoren für eine damalige Erwärmung, die letztlich auf einige wenige begrenzt, mit einem deutlich heraustretenden Primärfaktor - der Sonne - sind, einleuchtend zu sein. Hier schließe ich mich Büntgen an, der schrieb:
Gehen Sie von den möglichen Steuergrößen aus. Was bleibt übrig? Alles läuft auf dieser Skala auf die Sonne hinaus. Wenn dem so ist, müsste man sicher von einer globalen Anomalie ausgehen dürfen; natürlich durch interne Oszillationen modifiziert.

Das Konstrukt einer "MWP" scheint nach wie vor aktuell und von den meisten Klimawissenschafter in Gebrauch zu sein. Somit plädiere ich stark dafür, diesen Terminus technikus in einem deskriptiven Sinne beizubehalten und verstärkt Forschung für die bis dato nur schwächer quantifizierbaren Regionen zu betreiben.

6. Oktober 2010

Menschen im Gespräch: Teil VIII


Interview

mit

copyright Dr. Neukom



Dr. Raphael Neukom


Im achten und zugleich letzten Teil meiner Gesprächsreihe unterhalte ich mich mit Dr. Raphael Neukom. Dr. Neukom ist zur Zeit am Lamont Doherty Earth Observatory in New York USA http://www.ldeo.columbia.edu und an der School of Earth sciences an der Universität Melbourne http://www.earthsci.unimelb.edu.au tätig. Zu seinen "research interests" zählen nach eigenen Worten "paleoclimatology, climate reconstructions, South American climate". Von speziellem Interesse für mich war, dass sich Dr. Neukom, als einer von wenigen Forschern mit Klimarekonstruktionen für die südliche Hemisphäre, im Besonderen für Süd Amerika, beschäftigt und daraus resultierend vor kurzem die erste multi-proxy Klimarekonstruktion, zurückreichend bis ins 9 Jh A.D., als Mitautor vorlegte.

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W.v.B.: Sehr geehrter Herr Dr. Neukom, Sie sind Mitautor des vor kurzem erschienenen papers "Multiproxy summer and winter surface air temperature field reconstructions for southern South America covering the past centuries"(abruf-/downloadbar [pdf-Format, 2,68 MB] unter: Multiproxy summer ...)

Mit dieser Arbeit legen Sie nach eigenen Angaben erstmalig eine "regional-scale climate field reconstruction for parts of the Southern Hemisphere at this high temporal resolution" (Cf., Abstract), bis zurück ins 9 Jh A.D. (Sommertemperaturen) vor. Als Illustration hierzu Grafik 2, welche die durchschnittliche  "SSA mean PCR [eine Rekonstruktionsmethode, W.v.B.] summer temperature reconstruction (top) as well as a comparison of the 30-year Gaussian filtered curves of all methods and the associated uncertainties (30-year filtered 2 SE; middle)" (Ibid., 7) zeigt:



Möchten Sie meinen Lesern und mir einen kurzen Einblick in Ihre Arbeit, die verwendete Methodik und die aus den Daten abgeleiteten Ergebnisse Ihrerseits geben? 


Dr. Neukom: Wir haben versucht, Daten aus verschiedenen Klima-Archiven, welche Informationen über Temperaturschwankungen in Südamerika über die letzten ca. 1000 Jahre enthalten optimal zu kombinieren, um flächige Aussagen über Temperaturvariationen in dieser Region machen zu können. Für unsere Rekonstruktionen haben wir Daten von Baumringen, Eisbohrkernen, See- und Meeressedimenten, Korallen sowie historischen Aufzeichnungen und einige langen Messreihen verwendet. 

Mit Hilfe dreier verschiedener statistischer Verfahren haben wir aus diesen Daten jährlich aufgelöste Sommer- und Wintertemperaturschwankungen rekonstruiert und zwar flächig für das sub- und außertropische Südamerika. Die Resultate zeigen unter anderem, dass die Temperaturen in Südamerika wie praktisch überall auf der Welt in den letzten 150 Jahren stark angestiegen sind. Die heutigen Temperaturen scheinen in Südamerika jedoch (noch) nicht wärmer zu sein als in früheren warmen Perioden während der letzten 1100 Jahre, was in Kontrast steht zu den meisten Resultaten aus der Nordhemisphäre.


W.v.B.: Nun stammen Sie und ich aus einer Generation, die mit den neuen Star-Trek-Filmen aufgewachsen ist. Der sechste Star-Trek-Kinofilm trägt den Titel "Das unentdeckte Land". Als ich mich kürzlich in eine Publikation von Villalba et al. vertiefte, stieß ich auf diese "terra incognita" bezüglich multi-proxy Klimarekonstruktionen der letzten 1000 Jahre, für die südliche Hemisphäre, im Speziellen für Süd Amerika (Villalba et al.:  Long-term multi-proxy climate reconstructions and dynamics in South America [LOTRED-SA]: State of the art and perspectives, in: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 281 [2009] 175-179; abruf-/ downloadbar [pdf-Format, 220 KB] unter: Long-term multi-proxy ...).

Während ich dieser Aussage inhaltlich zur Gänze zustimme, stellt sich mir die Frage nach der aktuellen Datenlage bezüglich einzelnen, weit zurückreichenden Proxies. In den letzten zwei Dekaden - vor allem in den letzten Jahren - scheint, nicht zu letzt durch das Projekt PAGES gefördert, sich die Datenlage zusehends zu verbessern. So werden u.a. in den Arbeiten von Lara und Villalba (1990a, b), Villalba (1994), Stine (1994), Thompson et al. (2000, 2006), Boninsegna et al. (2009), Ljungqvist (2009), von Gunten (2009 - Inauguraldissertation), von Gunten et al. (2009), Moy et al. (2009-Springer) und der vorliegenden Arbeit: Neukom et al. (2010) verschiedenste, für eine langfristige (500-1000 Jahre) Klimarekonstruktion geeignete Proxydaten angeführt und/oder ausgewertet.

Wie stehen Sie hierzu bzw. wie sehen Sie die Situation diesbezüglich für Süd Amerika in generi? 


Dr. Neukom: Ich habe den Film zwar nicht gesehen, aber ganz so unentdeckt wie das Land in "Star Trek" ist Südamerika wohl nicht bezüglich Proxydaten. Es gibt, wie sie erwähnt haben, einige lange Zeitreihen von sehr guter Qualität. Im Vergleich mit der Nordhemisphäre, z.B. Europa wo viel mehr Datenreihen existieren, ist die Bezeichnung "terra incognita" allerdings schon angemessen. Einige der langen Datenreihen aus Südamerika sind zeitlich nicht so hoch aufgelöst, haben Datierungs-Unsicherheiten und bei einigen ist das Klimasignal auch unklar und etwas umstritten (wir haben diese in unserer Arbeit nicht verwendet). In Anbetracht der vielen verschiedenen Klimazonen, welche innerhalb von Südamerika vorkommen, ist die Anzahl langer und guter Datenreihen sehr knapp. Deshalb haben wir in unserer Arbeit auch klar gesagt: Vor ca. 1500 haben wir nicht so viele Daten, weshalb die Unsicherheiten insbesondere für regionale Vergleiche recht groß sind. 


W.v.B.: Eine für meinen Blog wichtige Frage, ist die Frage nach der wissenschaftlichen Evidenz für eine MWP (lokal, hemisphärisch und global).

In einer neueren, wohl mitunter der wichtigsten Überblicksdarstellung bezüglich klimatischen Übergangsphasen, Klimawechseln in den letzten 6000 Jahren, halten Professor Wanner et al. bezüglich der MWP folgendes fest:
Transitions between warmer and colder multi-century periods, especially the transition from the MWP (Hughes and Diaz, 1994; Crowley and Lowery, 2000) or the MCA (Graham et al., 2007) to the LIA (Grove, 2004), may provide the best opportunities to study the processes of multi-centennial to millennial climate variability. It is still an open question whether the MWP–LIA transitionwas caused by external forcing, and its spatial extent is still not entirely clear; also Bradley et al. (2003) demonstrated that the time of the warm peak during the MWP was not simultaneous in different areas of the globe. (Wanner et al.: Mid- to Late Holocene climate change: an overview, in: Quaternary Science Reviews 27 [2008] 1816f.)

[Hughes und Diaz: Was there a ‘‘Medieval Warm Period’’, and if so, where and when?, in: Climatic Change 26 (1994), 109–142, Crowley und Lowery: How warm was the medieval warm period? Ambio 29 (2000), 51–54., Graham et al.: Tropical Pacific – mid-latitude teleconnections in medieval times. Climatic Change 83 (2007), 241–285., Grove: Little Ice Ages: Ancient and Modern. Routledge, New York 2004, Bradley et al.: Climate in medieval time. Science 302 (2003), 404–405.; W.v.B.]


Es fällt auf - dies wurde mir auch in den vorangehenden Interviews bestätigt -, dass vermehrt, um dem Sachverhalt, dass die Frage nach der räumlichen Ausdehnung einer MWP noch nicht gänzlich geklärt ist bzw. den unterschiedlich starken und teilweise zeitlich versetzten Wärmepeaks in verschiedenen Regionen der Welt, während dieser Zeit, Rechnung zu tragen, zwischen MWP und MCA, vor allem hemisphärisch unterschieden wird.

Wenn wir jedoch davon ausgehen, dass es starke Evidenz dafür gibt, dass die kleine Eiszeit in der Tat ein globales Phänomen war ("So far, the LIA is the only period during the Holocene for which glacial advances have been identified in all parts of the globe"; Wanner et al., Ibid., 1801) und man noch dazu davon sprechen kann, dass  die kleine Eiszeit wohl "eine der kältesten Perioden in den letzten ~12,000 Jahren" (Cf., Bradley et al.: Climate in Medieval Time, in: Science 302 [2003] 405) war, dann scheint es meines Erachtens evident zu sein, für die jeweiligen Lokalitäten, in Abgrenzung zur angrenzenden kleinen Eiszeit, von einer "Warmperiode" und sei es spezifischer einer "Hochmittelalterlichen Warmperiode" sprechen zu können. Der Term "Klimaanomalie" wird meines Erachtens solchen Anforderungen nicht gerecht, da er die durchschnittlich wärmeren Temperaturen in dieser Zeit nicht zu erfassen imstande ist.[1]

Wie ist Ihre schlussendliche Einschätzung bezüglich einer MWP (lokal, hemisphärisch und global)?


Dr. Neukom: Die Terminologie ist meiner Meinung nach in beiden Fällen etwas heikel (MCA/MWP und LIA), da sie global synchrone Schwankungen und Extreme suggeriert, was wohl in beiden Fällen nicht ganz der Realität entsprach. Für das südliche Südamerika kann ich bezüglich MCA/MWP folgendes sagen:

Unsere Resultate deuten auf relativ warme Temperaturen zwischen 900 und 1350 hin, insbesondere zwischen ca. 1150 und 1350. Allerdings sind, wie erwähnt, die Unsicherheiten noch recht groß in dieser Zeit. Insbesondere was die Amplitude, d.h. das Ausmaß der Warmphase im Vergleich zur darauf folgenden kühlen Phase und den heutigen Temperaturen angeht möchte ich meine Hand nicht ins Feuer legen. Unsere Resultate deuten an, dass innerhalb Südamerikas Unterschiede bestanden bezüglich dem Zeitpunkt der maximalen Erwärmung im Mittelalter (S. Fig. 4 im Paper). Wir fanden im subtropischen Südamerika die wärmsten MCA/MWP-Temperaturen um ca. 1050 und gleichzeitig relativ kühle Verhältnisse ins Südpatagonien und Zentralchile. Umgekehrt rekonsturierten wir das Maximum in Patagonien und Zentralchile um ca. 1350, einer Zeit wo in den subtropischen Gebieten durchschnittliche Temperaturen vorherrschten. Solche regionalen Unterschiede charakterisieren soviel ich weiß auf der ganzen Welt die mittelalterliche Zeit, weshalb es heikel ist von einer globalen "Anomalie" oder "Warmphase" zu sprechen. Sie haben wohl Recht, dass es im Durchschnitt über mehrere Jahrhunderte hinweg in den meisten Regionen wärmer war als in den darauf folgenden Jahrhunderten der "kleinen Eiszeit". Interessant ist es jedoch herauszufinden, wie sich Veränderungen der Einflussfaktoren (Forcings genannt; Sonneneinstrahlung, Vulkanausbrüche etc.) auf räumlich und zeitlich feiner aufgelösten Skalen ausgewirkt haben. Dies ist Inhalt der gegenwärtigen Forschung und wird uns helfen, die heutige Erwärmung noch besser zu verstehen und mit früheren Zeiten zu vergleichen.


W.v.B.: Ich danke für das Interview!


copyright W.v.B.

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Fußnote

[1] Selbst in der kritischen Arbeit von Crowley und Lowery ist die Rede davon, dass der Term "Medieval Warm Period", von Wert sei, freilich in seiner Anwendung auf die Nördliche Hemisphäre beschränkt. Sie schreiben:
Because mean temperatures during this interval [Medieval Warm Period, W.v.B.] were warmer than the subsequent Little Ice Age, we believe that the term Medieval Warm Period still has value, as long as it is rextricted to the northern hemisphere (there is insufficient documentation as to its existence in the Southern Hemisphere) and as long as the user is careful to interpret regional trends within the context of hemispheric-scale variations" (Crowley und Lowery: How Warm Was the Medieval Warm Period?, in: Ambio Vol. 29, No.1, Feb. 2000, 54).

17. September 2010

Menschen im Gespräch: Teil VII


Interview

mit

copyright Professor Wanner



Professor em.
Dr. Dr. h.c. Heinz Wanner


Für dieses Interview ist es mir gelungen, Professor em. Dr. Dr. h.c. Heinz Wanner zu gewinnen. Professor Wanner ist am Institut für Geographie der Universität Bern (Homepage/Universität Bern) tätig. Neben seiner Tätigkeit am Institut für Geographie bekleidet(e) Professor Wanner verschiedene Positionen in nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen /-programmen wie z.B. Head of KLIMET Research Group oder President of the Oeschger Centre (Oeschger Centre) und hält momentan den Co-chair im PAGES-Projekt (PAGES). Des Weiteren war Professor Wanner Reviewer für das IPCC-AR4-2007 und wird Review Editor für das IPCC-AR5-2013 sein.

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W.v.B.: Sehr geehrter Herr Professor Wanner, einer der Kritikpunkte am Lamb'schen Konzept einer "Mittelalterlichen Warmperiode" (Lamb 1965, 77, 82)[1] war die scheinbar fehlende Datengrundlage, um für die südliche Hemisphäre verlässlich konkludieren zu können (Cf., Hughes und Diaz 1994; Crowley und Lowery 2000; Bradley, Hughes und Diaz 2003; Jones und Mann 2004)[2]. Hughes und Diaz (1994) verweisen in diesem Kontext auf das "PAGES-Project" (Past Global Changes) (PAGES) und die, dem Projekt zugrundeliegende Maxime, "a better understanding of the nature of climate fluctuation during the last 2000 years" (137) erreichen zu wollen. Seit der Publikation dieses Artikels sind mittlerweile 16 Jahre vergangen.

Ich bitte Sie nun, als ehemaligen Direktor des Oeschger-Zentrums für Klimaforschung und aktuellen Innehaber des "Co-chairs" des PAGES-Projektes, meinen Lesern und mir einen Überblick über das Projekt und über das, was sich bezüglich der Datenlage (lokal, hemisphärisch, global) in den letzten eineinhalb Dekaden getan hat, zu geben.


Professor Wanner: Obschon die Datenlage gerade auf der Südhemisphäre noch immer ungenügend ist, gibt es keine Zweifel, dass sich während der letzten 10'000 Jahre mehrere wärmere und kältere Phasen abgelöst haben, so in den letzten 2000 Jahren die wärmere Römerzeit, die kühlere Zeit der Völkerwanderungen, die Mittelalterliche Klimaanomalie (engl. Abkürzung: MCA) und die Kleine Eiszeit (engl. Abkürzung: LIA). Ich bevorzuge die Bezeichnung MCA, weil in den Tropen und zum Teil in den Außertropen auch massive Niederschlagsschwankungen aufgetreten sind.


W.v.B.: In einer neueren Publikation - "Mid- to Late Holocene climate change: an overview" (Wanner et al.: Mid- to Late Holocene climate change: an overview, in: Quaternary Science Reviews 27 [2008] 1791-1828) - geben Sie und ihre Mitautoren, wie ich schon in meinem Interview mit Dr. Neukom festgestellt habe,* wohl den ersten systematischen Überblick über den Forschungsstand bezüglich Klimawechsel innerhalb der letzten 6000 Jahre ("In this article we expound a general framework for understanding climate changes during the last 6000 years "[Cf., Ibid., 1793]).

Dabei entsteht für mich der Eindruck, dass auch Sie, wie die meisten Klimawissenschafter mit denen ich mich unterhalten konnte - selbst die Kritiker am Begriff einer MWP konstatieren für die nördliche Hemisphäre, dass die LIA wohl eine der kältesten Klimaperioden in den letzten 12.000 Jahren (Bradley, Hughes und Diaz 2003, 405) war und die Temperaturen in "High Medieval time" (Cf., Ibid.) oder "mean temperatures during this interval" (Crowley und Lowery 2000, 54) höher waren als "during the subsequent Little Ice Age" (Bradley, Hughes und Diaz, Ibid.; Crowley und Lowery, Ibid.) - der Auffassung sind, dass es nunmehr vermehrt Evidenz dafür gibt, wonach die sogenannte Kleine Eiszeit in der Tat von globalem Ausmaß war (Cf., u.a. Wanner: Der Klimawandel in historischer Zeit, 32) (abruf-/downloadbar [pdf-Format, ca. 1 MB] unter: Der Klimawandel in historischer Zeit).

Wie ist der aktuelle Stand der Forschung hierzu, kann man in einem globalen Sinne, jeweils auf einzelne Lokalitäten und Kontinente beschränkt, davon sprechen, dass es für diese Bereiche Evidenz gibt, erstens: für die Existenz einer Kleinen Eiszeit und zweitens: für einen damit einhergehenden Temperaturabfall im Vergleich zu vorangehenden Zeitabschnitten. 


Professor Wanner: Wir haben eine Studie in Arbeit, für die wir alle qualitativ hochwertigen Archivdaten über 10'000 Jahre gesammelt haben. Das globale Bild der für über 40 Standorte ermittelten Temperaturanomalien zeigt, dass zur Zeit der "Mittelalterlichen Warmperiode" tatsächlich an vielen Stationen positive, während der Kleinen Eiszeit jedoch überwiegend negative Temperaturabweichungen aufgetreten sind. Allerdings wurden für mehrere Standorte (zum Beispiel in Nordwesteuropa) während der Kleinen Eiszeit zeitweise positive Temperaturanomalien ermittelt. Die Kleine Eiszeit gehört zweifellos zu den Perioden mit den tiefsten negativen Temperaturanomalien des Holozäns. Das liegt u.a. darin begründet, dass die Einstrahlung im nordhemisphärischen Sommer während des Holozäns immer mehr zurückgegangen ist. Demzufolge würden wir heute ohne die anthropogen bedingte Erwärmung mit hoher Wahrscheinlichkeit noch immer in einer Kühlphase stecken.


W.v.B.: Herr Professor Wanner; ich würde mich freuen, wenn Sie meinen Lesern abschließend ihre Einschätzung bezüglich der Haltbarkeit/Angemessenheit der Lamb'schen "MWP" (lokal, hemisphärisch und global) als Terminus technikus bzw. als Konstrukt zur Beschreibung klimatischer Bedingungen für zugrundeliegenden Zeitraum, mitteilen könnten. 


Professor Wanner: Es gibt kaum Zweifel, dass die "MWP" wärmer war als die vorherige Kühlphase der Völkerwanderungszeit oder die nachfolgende Kleine Eiszeit. Im Moment ist die Forschung damit beschäftigt, die räumliche und zeitliche Struktur dieser warmen Anomalie besser zu verstehen. Wir treffen uns dazu vom 22. - 24. September in Lissabon zu einem internationalen Workshop.


W.v.B.: Ich danke für das Interview!


copyright W.v.B.

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Fußnoten

[1] Lamb (1965): The early medieval warm epoch and its sequel, in: Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 1: 13-37.
Lamb (1977): Climatic History and the Future, Vol. 2: Climate: Present, Past and Future, Methuen and Co. Ltd., London.
Lamb (1982): Climate, History and the Modern World, Methuen and Co. Ltd., London.
[2] Hughes und Diaz (1994): WAS THERE A 'MEDIEVAL WARM PERIOD', AND IF SO, WHERE AND WHEN?, in: Climatic Change 26: 109-142.
Crowley und Lowery (2000): How Warm Was the Medieval Warm Period?, in: Ambio, Vol. 29 No.1, 51-54.
Bradley, Hughes und Diaz (2003): Climate in Medieval time, in: Science, Vol. 302, 404-405.
Jones und Mann (2004): Climate over past millennia, in: Rev. Geophys., 42, RG2002, doi:10.1029/2003RG000143.
* Leider ist das Interview mit Dr. Neukom zum gegebenen Zeitpunkt noch nicht verfügbar. Da Professor Wanner in einer seiner Antworten auf den Zeitraum 22. - 24. September verweist, habe ich mich dazu entschlossen, dieses Interview vorzuverlegen.


24. August 2010

Menschen im Gespräch: Teil VI


Interview

mit

copyright Dr. Büntgen



Dr. Ulf Büntgen


In der heutigen Ausgabe von "Menschen im Gespräch" begegne ich Dr. Ulf Büntgen von der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL in Birmensdorf/Schweiz (WSL). Dr. Büntgen ist dort als Scientific Research Assistant in der Paläo-Klimatologie-Gruppe im Bereich Dendro-Wissenschaften tätig (Gruppe Paläo-Klimatologie). Des Weiteren ist Dr. Büntgen Mitglied des "Oeschger Centre for Climate Change Research (Oeschger-Center)". Da Dr. Büntgens Expertise unbestritten ist, wofür wohl auch seine zahlreichen Veröffentlichungen sprechen (Liste der Veröffentlichungen), freut es mich besonders, dieses Interview zu führen.

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W.v.B.: Es ist schön, einen Wissenschafter begrüßen zu dürfen, der sein Augenmerk auf die Paläoklimatologie und im Speziellen auf mein Blogthema, die MWP oder genauer, die Klimavariabilität richtet.

Dr. Büntgen, ich möchte zu Beginn Einiges über den momentanen Stand in der Dendroklimatologie in Bezug auf langfristige Klimarekonstruktionen in Erfahrung bringen.

Wenn ich Städtenamen wie Hammerfest oder Kopenhagen anführe, so ist Ihnen sicherlich ersichtlich, dass es sich hierbei um Städte handelt, die auf dem 55 bzw. 70sten Breitengrad Nord gelegen sind. Für dazwischen liegende Breiten wurde in den letzten Jahren das sog. "Divergenz-Problem" nachgewiesen (Siehe Fußnoten). Was ist der aktuelle Stand bezüglich des "Divergenz-Problemes" in der Dendroklimatologie - gibt es Lösungansätze bzw. wie stehen Sie kritischen Anfragen gegenüber, in welchen u.a. auf die Möglichkeit von "nonlinear tree growth responses to temperature" und die damit einhergehenden Konsequenzen für die gängigen linearen Modelle hingewiesen wird (Cf., u.a. Löhle: A mathematical analysis of the divergence problem in dendroclimatology, in: Climatic Change. DOI 10.1007/s10584-008-9488-8.)?

Letztlich stellt sich die Frage, ob langfristige Klimarekonstruktionen, welche auf der Auswertung von Baumringdaten basieren, auch im wissenschaftlichen Sinne adäquat sind oder nicht. Was ist Ihr Resümee?


Dr. Büntgen: Erst einmal möchte ich mich bei Ihnen für die Einladung zum Interview und die damit verbundene, im Vorfeld zu leistende Recherche und Logistik bedanken. Genau wie meine, sagen wir "Vorredner" halte ich es auch für eine gewisse wissenschaftliche Verpflichtung oder gar Normalität, seriös über den Status Quo zu informieren. Die oft aus Forscherperspektive monierten Kommunikationsschwierigkeiten und daraus resultierenden Verzerrungen, können nur durch einen fair geführten Dialog, sowie einen respektvollen Umgang unter stetigem Abwiegen zwischen wissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung, medialer Inszenierung und politischer Umsetzung vermieden werden. Damit möchte ich sagen, dass die politische Umsetzung wissenschaftlicher Ergebnisse sich stärker an deren Wahrheitsgehalt orientieren sollte, mögliche Unsicherheiten zu berücksichtigen hat und den komplexen Ablauf eines evolutionären Prozesses respektieren muss - die Interpretation vermeintlich finaler (und somit medial interessanter) Resultate ist keine Alternative.

Zur Kommunikationsthematik zwischen den drei Sphären "Wissenschaft, Medien, Politik" möchte ich folgendes anmerken. Themen rund um den Klimawandel sind längst in unserem Alltag etabliert, gehören zum festen Bestandteil tagespolitischer Meinungsbildung und werden zunehmend lobbyistisch instrumentalisiert. Spätestens bei ausführlicher Betrachtung fällt jedoch auf, dass der jüngst zu beobachtende Klima-Aktionismus auf einer nur teilweise fundierten Datengrundlage basiert. Ernüchternd muss also festgehalten werden: die in den Medien inszenierte und politisch geführte Debatte hat den wissenschaftlichen Kenntnisstand längst verlassen. Die jüngst entfachte Klima-Hysterie setzt die logische Abfolge von Erkenntnisgewinnung, Interpretation und Umsetzung ausser Kraft und gefährdet somit das Nachhaltigkeitsprinzip.

Nun zu ihrer Frage, respektive Behauptung und deren Einschätzung meinerseits: Über den Nachweis eines sog. - und vor allem unikausalen - "Divergenz-Problems" innerhalb der nördlichen Breiten, also in dem von Ihnen skizzierten zirkumpolaren Borealen Waldgürtel, oder zielt Ihre Beschreibung lediglich auf Skandinavien ab, ist mir keine Arbeit bekannt, welcher überzeugende Evidenzen für ein solches "Divergenz-Problem" entnommen werden könnten.  

Ein seit der zweiten Hälfte der 1990er Jahre teilweise angeführtes Phänomen, welches dann schnell unter dem Begriff der "Divergence" verbucht wurde und innerhalb der letzten fünf Jahre verstärkt in der Fachliteratur diskutiert - aber nicht erklärt - wurde, ist mit gewisser Vorsicht zu behandeln. In einem ersten Schritt muss - hier führt kein Weg vorbei - der Begriff, sprich das sujet - wenn nötig auch semantisch - definiert werden. Eine Dialektik wird unumgänglich. Danach erst lässt sich vielleicht eine halbwegs sinnvolle, sprich konstruktive Debatte führen.

Zur Begrifflichkeit des "Divergenz-Problems" möchte ich folgende Textausschnitte anführen:
Evidence for reduced sensitivity of tree growth to temperature has been reported from multiple forest sites along the mid to high northern latitudes and from some locations at higher elevations. This alleged large-scale phenomenon reflects the inability of temperature sensitive tree-ring width and density chronologies to track increasing temperature trends in instrumental measurements since around the mid-20th century. In addition to such low-frequency trend offsets, resulting in warmer instrumental and cooler reconstructed temperatures, the potential inability of formerly temperature sensitive trees to reflect high frequency climate signals derives from some boreal and alpine sites. These two observations have recently been introduced as the 'Divergence Problem' (DP), with causes and scales being discussed in a veariety of recently published high-ranking peer-reviewed articles. If the DP turns out to be a real and widespread phenomenon (coincidentally) paralleling anthropogenic-induced changes of atmospheric composition as well as global warming, it would not only have a substantial effect on biomass productivity rates, with serious implications on carbon seequestration, but it would further question the overall ability of tree ring-based temperature reconstructions to capture earlier periods of putative warmth, such as the so-called Medieval Warm Period, and subsequently to model possible relations of forest ecosystems in a warming world.
In this regard, a comprehensive study synthesising the recent discussion of how trees at higher latitudes and elevations have responded to temperature variations (not a simple increase) over the past decades would be of multiple need and relevance. I believe this to be of particular importance, because low frequency offset between tree-ring chronologies (not single series) and the recent change in instrumental temperature readings (which might also contain bias) has been introduced as the "Divergence Problem (or Phenomena)" (DP) in tree-ring research (and more broadly in climatology and ecology). An ongoing debate on causes and scales of candidate reasons for the DP confuses the scientific literature. This is mainly related to the fact that any disassociation between tree growth and temperatures would limit the ability of tree-ring proxy data to reconstruct earlier periods that might have been as warm or even warmer than the late 20th century, and model possible reactions of forest ecosystems in a warming world. A potential reduction in climate sensitivity of formerly temperature-controlled habitats would further complicate estimates of future biomass productivitiy with implications for the global carbon cycle.
At the same time, innovative work has been put forward indicating that the DP may be attributed to methodological artifacts. These include inappropriate i) selection of sampling sites, ii) application of tree-ring detrending methods, iii) elimination of variance changes, iv) utilization of calibration technique, period and target data, as well as v) evaluation of seasonal response windows. Strategies for proper assessment of growth-climate relationships have now been published for the European Alps and Northern Eurasia. Since these studies are based on several thousand tree-ring series and independently demonstrated that DP is inexistent for a major mid-latitude mountain system and over large parts of high-latitude taiga forests, it hast been confirmed that no general underlying cause exists.
Publication of such kind of article should have the aim of opening the ongoing debate on the DP to adjacent disciplines dealing with aspects of plant growth and climatic change, such as biology, physiology and ecology. At the same time, a forthright discussion of those studies that initially propagated 'pitfall' related DP in light of new evidence would help overcoming actual constrains, and stimulate academics, industrial and applied plant scientists, students and researchers to rethink current perspectives of responses in a warming world.


In diesem Zusammenhang schätze ich als relevante und durchaus kritische Literatur folgende (meiner) Arbeiten ein:

Büntgen U, Schweingruber FH (2010) Environmental change without climate change? New Phytologist doi: 10.1111/j.1469-8137.2010.03342.x
Büntgen U, Wilson R, Wilmking M, Niedzwiedz T, Bräuning A (2009) The 'Divergence Problem' in tree-ring research. TRACE 7: 212-219.
Büntgen U, Frank DC, Wilson R, Carrer M, Urbinati C, Esper J (2008) Testing for tree-ring divergence in the European Alps. Global Change Biology 14: 2443-2453.
Visser H, Büntgen U, D'Arrigo R, Peterson A (2010) Detecting instabilities in tree-ring proxy calibration. Climate of the Past 6: 225-255.

Das Thema rund um "nonlinear tree growth responses to temperature" und die damit einhergehenden Konsequenzen für die gängigen linearen Modelle wird wohl am besten in Visser et al. 2010 (CP) angesprochen.

Dann steht noch mein Resümee aus. Natürlich sind die meisten langfristigen, auf Jahrring-daten (-breiten oder -dichten) basierenden Klima-Rekonstruktionen (Temperatur-) im wissenschaftlichen Sinne adäquat. Im wissenschaftlichen Sinne haben sie die Aufgabe den Stand der Forschung ehrlich zu reflektieren und beinhalten somit selbstverständlich keinen Anspruch auf Vollkommenheit. Wissenschaftliche Ergebnisse dürfen eben nicht als endgültig verstanden werden - siehe oben. Gute Arbeiten beinhalten darum auch eine, wenn möglichst umfassende und realistische Fehlerabschätzung. Speziell sei noch darauf hingewiesen, dass gerade aus Skandinavien die vielleicht besten regional-scale summer, i.e. June-August temperature reconstructions based on annually measurements of conifer maximum latewood density kommen. Eine Divergenz zwischen ansteigenden Sommertemperaturen und geringerem Jahrringwachstum ist in Skandinavien eh kein Thema, da die höchsten Temperaturen in den 1930er Jahren lagen (der Sommer von 1937 war extrem warm).

Fig. 1 (a) summer (June-July-August) temperature measurements of eight Scandinavian stations (+65° N) considering raw and homogenized data from the GHCN and GISS (32 series; orange), the Tornedalen composite back to 1816 (pink), and the gridded CRUTEM3v mean, averaged over 65-70° N and 20-30° E (red). The blue curve shows the gridded December-February winter mean, and corresponding linear trends (1860-2008) are described at the left side. (b) Twenty-five chronologies (green) and their mean (dark green). (c) Reconstructed summer temperatures back to 500 AD with their 20 warmest decades superimposed (horizontal bars).


Zu der hier gezeigten Figur haben wir unter folgendes geschrieben (Büntgen and Schweingruber 2010; NP):
Instrumental station measurements provide reliable information on northern Scandinavian temperature variability as far back as the early 19th century (Tornedalen; Klingbjer and Moberg, 2003). The warmest and coldest June-July-August means occurred in 1937 and 1902, respectively. Lines of evidence for significant long-term warming from cooler Little Ice Age to warmer recent summers, however, remain absent. A similar course is obtained from December-February winter means: cooler conditions before ~1910, warmth between ~1930-1950, cooling from ~1950-1980 and increasing temperatures from the 1980s to present (Fig. 1a). Linear trends of summer and winter temperatures are similarly free of any long-term trends. Independent of the data providers considererd (GHCN and GISS) and the versions used (raw and homogenized), station readings resemble grid-box means (CRUTEM3v; Brohan et al., 2006) of the past 150 years (Fig. 1a). The Abisko record used in Hallinger et al. correlates at 0.91 with gridded CRU summer temperatures back to 1869, and also does not indicate any long-term warming.
To best understand past changes in northern Scandinavian forest growth, we herein utilize a tree-ring network of 1,179 series containing ~190,000 annual maximum late wood density measurements from 25 conifer sites in Norway, Sweden, Finland and Russia  +65° N. This unique compilation appears to be most representative for vegetation dynamics across boreal Europe. Non-climatic age trends were removed from the raw density series using Regional Curve Standardization (Esper et al., 2003). Each of the site records perfectly tracks inter-annual to multi-decadal variations in northern Scandinavian summer temperature (Fig. 1b). Correlation with air temperature back to 1860 is 0.83.
A master chronology of 12 ring width and density chronologies from Swedish Torneträsk (Briffa et al., 1992; Grudd et al., 2002; Grudd, 2008), central Sweden (Gunnarson et al., 2010), Finnish Lapland (Helama et al., 2009), coastal Norway (Kirchhefer, 2001) and regional-scale networks (Gouirand et al., 2008; Linderholm et al., 2009; this Study) allow Scandinavian temperatures to be reconstructed back to AD 500 (Fig. 1c). Comparably warm summer occurred in the 8th century, between ~900 and 1200, in the 15th century, and again in the early-mid 20th century. The reduced warm/cool/warm amplitude associated with the Medieval Warm Period/Little Ice Age/Anthropogenic Era is indicative of internal ocean-atmosphere coupling and resulting climate inertia strong enough to override external forcing (Büntgen et al., 2010).


W.v.B.: Zu Ihrer Forschungstätigkeit zählte, wie aus Ihrer Homepage entnehmbar (buentgen.com), in den letzten Jahren und zählt auch heute noch die Teilnahme an verschiedenen Projekten zur Bestimmung lokaler, regionaler und hemisphärischer Klimavariabilität. Ich meine hier insbesondere die Projekte ALP-IMP, MILLENNIA und MILLENNIUM.

Können Sie uns einen kurzen Überblick darüber geben, welche Einsichten Sie bezüglich der Existenz einer MWP im alpinen (ALP-IMP) und europäischen Raum und für die Nördliche Hemisphäre (MILLENNIA, MILLENNIUM) gewonnen haben und wie der aktuelle Stand der Forschung diesbezüglich, aus Ihrer Sicht  der Dinge heraus ist?


Dr. Büntgen: Der Vollständigkeit halber müssten hier auch noch einige andere Projekte angeführt werden, wie zB EuroTrans. Trotz der Gefahr einer Wiederholung, muss ich, einmal mehr auf die definitorische Genauigkeit des Begriffes MWP hinweisen. Dieser Begriff wurde - nageln Sie mich hier bitte nicht fest - von H.H. Lamb vor knapp 40 Jahren eingeführt.

Einige Temperaturrekonstruktionen zeigen in früheren, vorindustriellen Perioden ähnlich hohe Temperaturen wie sie im 20. Jhd. gemessen wurden. Diese Ergebnisse liegen für unterschiedliche Regionen vor. Für Europa und hier basierend auf Alpinen Jahrringdaten, zeigen viele Rekonstruktionen relativ warme Sommer kurz vor (und um) 1000 AD und dann noch einmal um 1200 AD und in der Mitte des 13. Jhd. Genau wie auch das 20. Jhd. durch eher wämere und kältere Perioden gekennzeichnet war, kann auch bei der MWP in keinem Fall von einer "homogenen" Klimaphase ausgegangen werden. Auch gab es wohl Phasen, in denen die Sommer kühler waren als vor und nach dieser Epoche (mit vorher meine ich dekadische bis mehrdekadische Intervalle zwischen 300 und 800 AD, mit nachher meine ich dekadische bis mehrdekadische Intervalle zwischen 1300 und 1900 AD). Über die räumliche Ausbreitung, die zeitliche Abfolge und die absolute Amplitude wissen wir heute noch nicht viel. Etwas mehr wissen wir über die als "Kleine Eiszeit" in die Literatur eingegangene Periode zwischen ungefähr dem 13. und 19. Jhd. - auch hier handelte es sich keineswegs um eine klimatisch homogene Phase, noch weniger Wissen haben wir bezüglich der vor der MWP liegenden Klimabedingungen, welche öfters als "Dark Age" bezeichnet werden, einem Begriff der historisch jedoch nicht fundiert ist.

In kurz, es besteht noch sehr viel Forschungsbedarf um die Klima, respektive Temperaturschwankungen der letzten zwei Jahrtausende zu verstehen. Dies gilt vor allem für das Verständnis über die Amplitude der Langfristtrends, deren räumliche Muster und die verantwortlichen Steuergrößen.


W.v.B.: In den vorangehenden Interviews wurden verschiedene, jedoch großteils sich deckende Aussagen bezüglich wissenschaftlicher Evidenz für die Existenz einer MWP in der Südlichen Hemisphäre, von meinen Interviewpartnern getroffen. Die Übereinstimmung lag meines Erachtens darin, dass meine Gesprächspartner der Meinung waren, dass es zum jetzigen Zeitpunkt wissenschaftliche Evidenz für die Existenz einer MWP/MCA sowohl für Südamerika, Australien und Neuseeland aber auch die Antarktis gibt (für Afrika konnte ich selbst einige Studien anführen, darunter auch eine "nordhemisphärische" Studie, an der Sie direkt beteiligt waren: Long-term drought severity variations in Marocco [pdf-Format, 560 KB]). Herr Dr. Büntgen, was ist Ihre Meinung hierzu?


Dr. Büntgen: Unser Verständnis klimatischer Bedingungen vor rund 1000 Jahren und noch früher ist für die südliche Hemisphäre nochmals um einiges schlechter! In Nordafrika sind wir übrigens noch sehr weit von der Südlichen Hemisphäre entfernt. Hemisphärische Studien stützen sich auch nur auf einige regionale Ergebnisse.


W.v.B.: Ich möchte Sie abschließend darum bitten, uns Ihre Einschätzung zur vorliegenden Evidenz für die Behauptung, dass die MWP ein globales Phänomen war, zu geben.


Dr. Büntgen: Gehen Sie von den möglichen Steuergrößen aus. Was bleibt übrig? Alles läuft auf dieser Skala auf die Sonne hinaus. Wenn dem so ist, müsste man sicher von einer globalen Anomalie ausgehen dürfen; natürlich durch interne Oszillationen modifiziert. Eine ausreichende Datengrundlage liegt aber leider noch nicht vor. Darum haben wir Arbeit.

Wir müssen es in Zukunft schaffen, die Proxy Datengrundlage zu verbessern, unterschiedliche Archive und Quellen optimal zu kombinieren und noch enger im Quervergleich mit Modellieren zu agieren.


W.v.B.: Ich danke für das Interview!


copyright W.v.B.

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Fußnoten

Das sog. "Divergenz-Problem", wie es sich in der Dendroklimatologie bezüglich Klimarekonstruktionen anhand der Auswertung von Baumringdaten stellt, wurde nach Esper et al. [1] erstmals 1995 von Jacoby und D'Arrigo, in ihrer Abhandlung "Tree-ring width and density evidence of climatic and potential forest change in Alaska"[2] für Alaska erkannt und erörtert. Verkürzt, aus "FURTHER DISCUSSION ON: TREE-RING TEMPERATURE RECONSTRUCTIONS FOR THE PAST MILLENNIUM ..."[3] entnommen, handelt es sich hierbei um folgenden Sachverhalt:
A number of tree-ring series indicate a divergence between tree growth and temperature at some northern site in recent decades.

In weiterer Folge wurde das Auftreten dieses Problems in mehreren Regionen der nördlichen Hemisphäre - D'Arrigo et al. sprechen im Groben von einem Auftreten zwischen dem 55 und 70sten Breitengrad Nord -,[4] von unterschiedlichen Forschern, mit differierenden Datierungsdaten für das erstmalige in Erscheinung treten (von den ~1950ern bis in die 1980er)[5] für Alaska u.a. von Taubes (1995)[6], Barber et al. (2000)[7], Lloyd und Fastie (2002), Davi et al. (2003)[8], Wilmking et al. (2004, 2005)[9], D'Arrigo et al. (2004, 2005)[10] und Driscoll et al. (2005)[11], für Canada von Wilson und  Luckman (2003)[12], für Japan von Yonenobu und Eckstein (2006)[13] und für Sibirien von Jacoby et al. (2000), bestätigt. Briffa et al. sprachen in ihrer Arbeit "Reduced sensitivity of recent tree growth to temperature at high northern latitudes, in: Nature (1998) 391: 678-682" gar von einer "widespread evidence for the DP" bezüglich Nord Amerika, Nord Europa und Sibirien, zu lesen bei Büntgen et al.[14] Jedoch, dies sei festgehalten, zeigen nicht alle Aufzeichnungen von Temperatur-sensitiven Baumringdaten Divergenz. D'Arrigo et al. "On the 'Divergence Problem' in Northern Forests: A review of the tree-ring evidence and possible causes, in: Glob. Planet. Change (2007). DOI: 10.1016/j.gloplacha.2007.03.004" führen auf Seite 9 hierzu  zumindest 13 Studien an. Folgten wir Briffa und dieses Phänomen würde hemisphärisch, wenn nicht im Weiteren gar für die südliche Hemisphäre  nachgewiesen, so scheint es, dass gängige dendrochronologische Klimarekonstruktionen basal an Aussagekraft verlieren würden bzw. prinzipiell als  ungeeignet eingestuft werden müssten. Büntgen et al. widersprechen einem bi-hemisphärischen Ansatz, wenn sie, mit Verweis auf die gängige Literatur schreiben: "Moreover, the current body of literature reveals that the DP does not exist at lower latitudes" (Büntgen et al.: The 'Divergence Problem' in tree-ring research, 2). Büntgen et al. weiter: "Therefore, the DP should not be thought of as an endemic large-scale phenomenon with one overriding cause, but rather a local- to regional-scale phenomenon of tree-growth responses to changing environmental factors including multiple sources and  species-specific modification" (Ibid., 2).

Es handelt sich beim Divergenz-Problem letztlich um eine Diskrepanz, welche in der gängigsten, neuen Untersuchung von D'Arrigo et al.[15] wohl zurecht wie folgt beschrieben werden kann: "
A number of recent tree-ring studies have addressed the 'divergence problem' in northern forests. It is defined herein as the tendency for tree growth at some previously temperature-limited northern sites to demonstrate a weakening in mean temperature response in recend decades, with the divergence being expressed as a loss in climate sensitivity and/or divergence trend.


Untenstehende Grafik  verdeutlicht die Diskrepanz zwischen instrumentell versus aus der Dendrochronologie rekonstruierten Temperaturdaten:

Fig. 3. Plot comparing recent tree-ring based Northern Hemisphere temperature reconstructions (Briffa, 2000; Esper et al., 2002; D'Arrigo et al.,2006) that extend into the 1990s with land based mean annual extra-tropical temperatures (20°–90° N — Brohan et al., 2006). The reconstructions have been scaled to the instrumental data over the common 1856–1992 period and the linear increase per decade calculated over the same period.

[Briffa: Annual climate variability in the Holocene: interpreting the message from ancient trees, in: Quaternary Science Reviews (2000) 19, 87-105. Esper et al.: Low-frequency signals in long tree-ring chronologies for reconstructing past temperature variability, in: Science (2002) 295, 2250-2253. D'Arrigo et al.: On the long-term context for late twentieth century warming, in: J. Geophys. Res. (2006) 111, D03103. DOI: 10.1029/2005JD006352. Brohan et al.: Uncertainty estimates in regional and global observed temperature changes: a new data set from 1850, in:. Res (2006) 111, D12106. DOI: 10.1029/2005JD006548. W.v.B.]


Es werden mehrere mögliche Ursachen für das Divergenz-Phänomen in der scientific community diskutiert. D'Arrigo et al. fassen zusammen:
These  possible causes include temperature-induced drought stress, nonlinear thresholds or time-dependent responses to recent warming, delayed snowmelt  and related changes in seasonality, and differential growth/climate relationships inferred from maximum, minimum and mean temperatures. Another  possible cause of the divergence described briefly herein is 'global dimming', a phenomenon that has appeared, in recent decades, to decrease the  amount of solar radiation available for photosynthesis and plant growth on a large scale. ... Additional potential causes include "end effects" and other  methodological issues that can emerge in standardization and chronology development, and biases in instrumental target data and its modeling. Although limited evidence suggests that the divergence may be anthropogenic in nature and restricted to the recent decades of the 20th century, more  research is needed to confirm these observations.
(Cf., Ibid, Abstract).

__________

[1] Esper et al.: Divergence pitfalls in tree-ring research, in: Climatic Change (2009) 94: 261.
[2] Jacoby und D'Arrigo: Tree-ring width and density evidence of climatic and potential forest change in Alaska, in: Glob Biochem Cycles (1995) 9: 227- 234.
[3] D'Arrigo et al.: FURTHER DISCUSSION ON: TREE-RING TEMPERATURE RECONSTRUCTIONS FOR THE PAST MILLENNIUM, Follow-up on the National  Research Council Meeting on "Surface Temperature Reconstructions for the Past 1000-2000 Years", March 2-3, 2006, Washington D. C., 1.
[4] Cf., Ibid., 2; der eigentliche Verweis geht auf Cook et al. und die Arbeit "Extra-tropical Northern Hemisphere land temperature variability over the past  1000 years, in: Quaternary Science Reviews (2004) 23: 2063-2074".
[5] Cf., u.a. Löhle: A mathematical analysis of the divergence problem in dendrochronology, in: Climatic Change, DOI 10.1007/s10584-008-9488-8. Er schreibt: "This problem is characterized by trees or assemblages of trees that showed a positive response to warming in the early part of the century showing a lessened or even negative response to warming in the period starting in the 1960s to 1980s". Lloyd und Fastie sprechen nach Löhle in  "Spatial and temporal variability in the growth and climate response of treeline trees in Alaska, in: Climate Change (2002) 58: 481-509" von den 1950ern  für Alaska; Jacoby et al. in "Long-term teperature trends and tree growth in the Taymir region of northern Siberia, in: Quaternary Research (2000) 53:  312-318" von den 1970ern für Sibirien.
[6] Taubes: Is a warmer climate wilting the forests of the north?, in: Science (1995) 267, 1595.
[7] Barber et al.: Reduced growth of Alaska white spruce in the twentieth century from temperature-induced drought stress, in: Nature (2000) 405, 668- 672.
[8] Davi et al.: Boreal temperature variability inferred from maximum latewood density and tree-ring width data, Wrangell Mountain region, Alaska, in:  Quaternary Research (2003) 60, 252-262.
[9] -Wilmking et al.: Recent climate warming forces contrasting growth responses of white spruce at treeline in alaska through temperature thresholds,  in: Glob. Change Biol. (2004) 10, 1724-1736.
-Wilmking et al.: Divergent growth responses in circumpolar boreal forests, in: Geophysical Research Letters (2005) 32, L15715. DOI: 10.1029/2005GL023331.
[10] D'Arrigo et al.: Thresh-olds for warming-induced growth decline at elevational treeline in the Yukon Territory, in: Glob Biochem Cycles (2004) 18 (3): GB3021, DOI: 10.1029/2004GB002249.
D'Arrigo et al.: Temperature variability over the past millennium inferred from northwestern Alaska tree rings, in: Climate Dynamics (2005) 24 (2-3).
[11] Driscoll et al.: Divergent tree growth response to recent climatic warming, Lake Clark, National Park and Preserve, Alaska, in: Geophysical Research Letters (2005) 32, L20703. DOI: 10.1029/2005GL024258.
[12] Wilson und Luckmann: Dendroclimatic reconstruction of maximum summer temperatures from upper tree-line sites in interior British Columbia, in: The Holocene (2003) 13, 853-863.
[13] Yonenobu und Eckstein: Reconstruction of early spring temperature for central Japan from the tree-ring widths of Hinoki cypress and its  verification by other proxy records, in: Geophysical Research Letters (2006) 33, L10701. DOI: 10.1029/2006GL026170.
[14] Cf., Büntgen et al.: The 'Divergence Problem" in tree-ring research, Seite 2 (abruf-/downloadbar [pdf-Format,  68 KB] unter: Divergence Problem).
[15] D'Arrigo et al.: On the 'Divergence Problem' in Northern Forests: A review of the tree-ring evidence and possible causes, in: Global Planetary Change (2007). DOI: 10.1016/j.gloplacha.2007.03.004.