Klimatbloggen

november 13, 2007

Var den lilla istiden homogent kall?

Här om veckan skrev jag om mina senaste fynd, om hur Östersjöns klimat varierat mer än vi tidigare trott. Att klimatet varier mycket i vår region är högst intressant, och en väckt fråga blir naturligt hur man kan karakterisera klimatet i området över de senaste 500 åren. I senaste Journal of Climate publiceras en ny artikel, skriven av mina kollegor, som gör just detta. Vad gäller lilla istiden var det förmodligen vinterhalvåret som den största variationen skedde, och det är vad som fokuseras på.

Vår region är välsignad med en lång tradition av mätningar, varför vi har några av världens längsta dataserier med absolut högstklassig kvalité. Flertalet av dessa serier har använts i artikeln för att klassificera förändringar sedan 1500-talet. Vi har kunskap om hur svåra vintrarna varit ända tillbaka till 1300-talet, även om det är ganska framgenterat i den tidiga delen (och ännu tidigare). Tidsserier över isuppbrytningen runt om i floder och hamnar i Östersjöregionen började antecknats mellan mitten av 1500-talet till början av 1700-talet. Isutbredningen i Östersjön finns att uppskattad så långt tillbaka som 1720. De första temperaturserierna påbörjades runt mitten av 1700-talet och sträcker sig fram till våra dagar med dagliga värden. Det finns också rekonstruktioner av lufttryck och temperatur för området tillbaka till år 1500. Alla dessa data tog författarna och bearbetade. Genom att använda sig av Matching Pursuit-metoden (MP) kan man plocka ut händelser i en tidsserie som är viktiga och förklarar variationen i serien. Ju fler gånger man använder sig av MP på en serie, ju fler händelser plockas ut. Vi kan ta Uppsalas lufttemperatur som exempel. Första gången MP används på serien plockas den varma perioden mellan 1722-1744 ut som en viktig händelse, och kan förklara 8% av seriens varians. I nästa steg plockas de kalla krigsvintrarna under 1940-talet ut. Nu förklaras 13% av variansen. I de tre kommande stegen plockas perioderna 1966-1975, 1982-1993 och 1788-1791 ut (de är perioder med kalla följt på av milda vintrar). Med hjälp av dessa steg kan man nu förklara över en fjärdedel av variansen. Så håller det på, och när man kört MP tio gånger kan man förklara 40,1% av variansen. Detta gjordes alltså på alla serier, och ger en bild över vilka perioder som var milda eller kalla.

Då alla serier genomgått MP-metoden jämförs de utplockade perioderna i serierna med varandra. Jämförs endast de längsta perioderna, som MP-metoden plockade ut, ser man att flera serier har gemensamma drag. I sydvästra och centrala Östersjöregionen dominerar en mild period under första hälften av 1700-talet, följt av en kall period, som sträcker sig till slutet av 1800-talet, för att återigen domineras av en varm period under 1900-talet. I östra och norra Östersjöregionen verkar dock första hälften av 1700-talet inte vara lika uttalat varm. Där är det istället 1900-talet som sticker ut som en värmeperiod. Skalar man ner tidsperspektivet till kortare tidsskalor däremot förefaller det som om alla serier reagerar nästa simultant på de korta förändringarna. En typisk sådan period är 1930-talets milda vintrar i hela regionen, eller 1940-talets kalla krigsvintrar. Fler korta värme- och köldperioder kan också identifieras.

En annan metod, som komplementerar MP, är waveletanalys. Genom att filtrera serierna så att endast variationer över en viss tidslängd syns fås en förståelse för hur klimatet varierar under olika perioder. Den viktiga punkten är att en mild period har betydligt mindre variabilitet än en kall period. Det betyder att en mild period (som vi har idag) rent klimatmässigt är en mer stabil period. En fråga som seglar upp med detta är oundvikligt funderingen kring vad ett normaltillstånd för klimatet egentligen är – milt eller kallt?

Från de ovanstående metoderna kan 15 perioder sedan 1500-talet – alla med olika karaktär – identifieras. Det gäller kalla perioder mellan åren 1562-1576, 1597-1629, 1663-1706, 1750-1877 (och än ytterligare sträng period 1803-1820), 1940-1942 samt 1985-1987. Varma perioder inträffade dock åren 1522-1536, 1577-1591, 1630-1662, 1707-1750, 1877-2000  (med ytterligare intensivt milda perioder åren 1930-1940, 1971-1975 samt 1988-1993).

Som synes av det ovanstående är det ett naturligt drag för Östersjöregionens klimat att variera stort på en tioårsskala. Det är lätt att förstå då temperaturen över de senaste 500 åren varierat mellan -10 till 0 grader enligt rekonstruktioner. Att klimatet på 1700-talet och 1900-talet har mer gemensamt än vad det har med det mellanliggande 1800-talet är alltså inga konstigheter. Det ger också fog för diskussion till hur lämpligt det är att endast jämföra en 30-årsperiod som normal (typiskt 1961-1990), även om det rent logiskt går att argumentera att en sådan behövs av rent referensmässiga skäl (dock utan att den i sig säger något överdrivet mycket om onormalitet i klimatet då vi vet att variabiliteten är mycket stor).

Avslutningsvis öppnar författarna upp för en diskussion till hur stor den antropogena delen av uppvärmningen sedan 1870-talet som kan bero på mänsklig aktivitet. I normalfall brukar man ju säga att sådana effekter först kan urskiljas efter 1950, alltså en stund senare efter vi nådde en likvärdig värmeperiod som under 1990-talet (jmf 1930-talet, se även mitt andra inlägg). Det går naturligtvis inte att säga utifrån de data som presenteras, men de föreslår att vi i framtiden kan förvänta oss en värmande trend, men att det är svårt att avgöra hur stor den blir då vi nu vet att klimatet på naturlig basis (innan 1877) varierat kraftigt, mer och oftare än vi tidigare antagit. En sådan effekt skulle alltså kunna vara avgörande.

(svaret på rubriken är självfallet ‘nej’ enligt ovan nämnda faktorer)

Annonser

oktober 22, 2007

Östersjöns havsklimat varierar mer än tidigare trott

Östersjön är som bekant vårt innanhav, omfamnat av de baltiska staterna, Ryssland, Finland, Polen, Tyskland, Danmark samt Sverige. Det är inte bara klimatet som påverkar systemet. I runda slängar bor det 85 miljoner människor i innanhavets avrinningsarea, vilket självklart också sätter sina spår; förändrad landanvändning, ökad tillförsel av närsalter och överfiskning, för att bara nämna några effekter. Dessa effekter kan ibland förväxlas med klimatförändringar, även om de inte har med varandra att göra. Då denna region är ”vår” region har vi stor önskan om att förstå hur klimatet i framtiden kommer variera. Men för att underlätta den sortens studier måste vi först förstå hur klimatet har varierat över tid. Vi vet att den Lilla Istiden generellt varade från cirka 1400-talet och tog slut runt mitten av 1870-talet. Därefter har vi haft en värmande tendens lufttemperaturmässigt, och en vintertid för det mesta reducerad isutbredning. Men hur har klimatet varierat i mer detalj? När var det varmt och när var det kallt? Och framförallt, hur stor kan vi anta att den interna variationen över tid?

I en ny artikel i Climate Dynamics, författad av mig (Daniel) och Anders Omstedt vid Göteborgs Universitet, har vi försökt få fram mer information om Östersjöns vattentemperatur [vertikal- och horizontalintegrerad för att ta hänsyn till hela värmebalansen] och isutbredning över de senaste 500 åren, vilket är första gången något sådant görs. Vi använde oss av en havsklimatmodell, och drev den med meteorologiska data från multiproxyrekonstruktioner av temperatur- och tryck (mellan 1500 och 1658 användes dokument och naturliga arkiv för att härleda temperatur och tryck, medan uppmätta temperaturserier införlivades allt eftersom de påbörjades). Det häftiga med en sådan metod är att vi ur meteorologiska rekonstruktioner kan extrahera helt andra typer av data som vi tidigare inte haft tillgång till. På så sätt kan vi förlänga vår kunskap bakåt i tiden, förbi den tidpunkt då instrumentella dataserier inte existerar. Exempelvis har vi en relativt bra uppfattning om isutbredningen i Östersjön från 1720 och framåt. Vad gäller vattentemperatur finns det mätningar från början av 1900-talet, men riktigt bra heltäckande data började komma först under 1970-talet i och med övervakning och användandet av CTD. Med vår metod kunde vi förlänga denna kunskap tillbaka till år 1500, vilket självklart är en stor landvinning.

Vi kan börja konstatera att Östersjöns vattentemperatur under 1900-talet i medeltal uppgick till cirka 4,6 grader. Variationen över dekader är ganska stor och det kommer nog inte som någon överraskning att både 1930- och 1990-talet, tätt följt av 1950-talet, står ut som varma perioder under denna tid. Även om 1990-talet är det varmaste årtiondet i vattentemperatur, så är det svårt att avgöra om den är den ensamt varmaste perioden sedan 1500-talet. Under 1720- och 1730-talen inträffade också en betydande varm period, och den matchar 1990-talet i magnitud. Rent siffermässigt är 1990-talet något varmare än 1730-talet, men statistiskt sett går det inte att skilja dem åt. Uppvärmningstakten är också densamma. Under de tjugo år som 1700-talets värmeperioden varade var trenden en halv grad per årtionde. Under slutet av 1900-talet var uppvärmningstakten 0,4 grader per årtionde. Inte heller här är det statistiskt sett inte någon skillnad. Om vi istället undersöker århundraden så är det tjugonde århundradet (1900-talet) det varmaste sedan 1500-talet. Lika snabbt som 1700-talets värmeperiod uppstod, lika snabbt försvann den igen, då avkylningstakten mellan 1740 till 1759 uppgick till hela 0,4 grader per årtionde.

Innan någon rusar iväg och övertolkar det resultatet bör det i bakhuvudet hållas att mängden data bakåt i tiden minskar ju längre bakåt man går. Dessutom infaller 1700-talets värmeperiod samtidigt som Uppsalas lufttemperatur introduceras i den rekonstruerade lufttemperaturen, som bland annat används för att driva vår klimatmodell. Uppsala är den första, och längsta, temperaturserie från Östersjöregionen och påbörjades av Anders Celcius år 1722. Det man bör veta är att lufttemperaturen under den första tiden mättes i ett välventilerat rum – alltså inte i en fristående termometer utomhus. För att undkomma detta problem har Uppsalaserien genomgått homogenisering och betraktas för tillfället vara det bästa tillgängliga som går att få. Idag vet vi inte om temperaturen i Uppsala fram till 1750 är för hög eller inte – statistiska tester ger inget entydigt svar. Men, för att göra lite rättvisa kan man studera den maximala isutbredningen i Östersjön vilken, som ovan beskrevs, finns tillgänglig sedan 1720. Denna serie är inte beroende av någon lufttemperatursmätning (men är mycket starkt korellerad med Uppsalas lufttemperatur), men visar ändock på en varm period med liknande isförhållande som idag. I samtida mätserier från Västeuropa var 1720- och 1730-talen ovanligt milda, varför man kan anta att det faktiskt var en värmeperiod då. Trots det bör man vara lite försiktig då data från denna tid är starkt begränsad och något osäker.

Nog om värmeperioder, vad med köldperioder? Har det inträffat några sådana under de senaste 500 åren? Javisst! De starkaste inträffade både innan och efter 1700-talets värmeperiod; 1694-1697 och 1782-1789. Kylan var kanske kortvarig, men desto mer intensiv (jämför de kalla perioderna under 1940- och 1980-talen). Köldperioden i slutet av 1600-talet inföll samtidigt som Late Maunder Minimum, vilken är sammankopplad med ovanligt låg solaktivitet. Om just den ovannämnda köldperioden har något med solaktiviteten att göra går inte utifrån våra data att avgöra, men det har vi å andra sidan inte heller undersökt. Samtidigt var det under just denna köldperiod som det kallaste året i både vattnet och luften inträffade; 1695. Det var också det kallaste året i Europa sedan 1500-talet fram till våra dagar (det varmaste året för vattentemperaturen var 1975 medan det var 1989 för lufttemperaturen).

Det är tydligt hur en uppvärmningsperiod tar till vid den Lilla Istidens slut, 1875. En långsiktlig uppvärmande trend höll i sig fram till 1935, vilket visar att en ny mildare regim (alltså mer maritim regim, mer påverkad av Nordatlanten än de ryska högtrycken) tog vid. Därefter blev det sakta kyligare igen, fram till 1980-talet då en ny uppvärmning tog fart. Några egentliga trendanalyser över den tiden är alltså meningslöst och säger inte så mycket.

Vi har nu diskuterat vattentemperaturen ganska ingående, så vad med isen? Som de flesta vet är is och temperatur ganska tätt sammanknutet. Framförallt är isformationen i Östersjön beroende av medeltemperaturen över månaderna december, januari och februari. Milda vintrar har alltså mindre is (jag skämtar inte). Sedan 1500-talet har flertalet milda vinterperioder inträffat, och de med minst is (egentligen lägst maximal isutbredning) var 1730-, 1740-, 1930- och 1990-talen (i den ordningen). Att isutbredningen var mindre under dessa perioder hänger förmodligen samman med en ökad lågtrycksaktivitet, vilket gör att mildre luft pumpas in i regionen. De år med minst is är 1989 och 1961, och dessa rekord har inte slagits. I kontrast till detta har vi 1780-, 1810- och 1690-talen, som är de årtionden med mest is. Detta uppkommer alltså istället av att det kontinentala högtrycket under vintersäsongen får starkare fotfäste, vilket pumpar in kall luft från öst och blockerar lågtryck att ta sig in i området. På en årlig basis är det mycket stor variation i isutbredning, och så även mellan årtionden och århundraden.

Vår modell spottar ut resultat för hela perioden mellan år 1500 och 2001. Men hur kan vi lita på våra resultat egentligen? Vattentemperaturen för Östersjön går att sätta samman med hjälp av instrumentella data från 1970 och framåt. Modelldata jämfört med dessa uppmätta data visar mycket bra överensstämmelse, vilket gör att vi kan lita på våra resultat. Dessvärre önskar man att temperatur fanns tillgängligt längre bak i tiden, men då det inte finns får man helt enkelt vara lycklig över de korta 30 år som finns, och vara medveten om osäkerheten. Det finns självklart massor av data från enstaka punkter runt om i Östersjön innan dess, och kontinuerliga serier för flera av Östersjöns bassänger (exempelvis Arkona, Bornholm eller Östra Gotlandsbassängen) finns att tillgå. Dessa går dock inte att sätta samman till ett gemensamt medel för hela innanhavet. Ytvattentemperaturer har mätts under mycket längre tid (runt början av 1900-talet), och när dessa mätningar jämförs med vår modellerade data är överenskommelsen överväldigande.

Information om isutbredning har vi sedan 1720, varför det inte är så svårt att validera modellerad isutbredning mellan 1720 och 2001. Men hur skall man göra med de 219 åren innan 1720? Det finns en hel del information om isförhållandena runt om i Östersjön nedtecknade i journaler och andra dokument sedan lång tid tillbaka. Tyngdpunkten på dessa anteckningar ligger på södra och sydvästra Östersjön (Danmark, Tyskland och i viss mån Polen), där fartygstrafiken var som intensivast. Flera rekonstruktioner i form av vintersvårighetsgrad samt sammanställande av nedtecknade vinterförhållanden har tidigare gjorts (dock inga rekonstruktioner av Östersjöns maximala isutbredning) och dessa skulle egentligen enkelt kunna användas för att validera modellens resultat. Riktigt så enkelt är det inte, eftersom flera av dessa sammanställningar använts för att rekonstruera lufttemperaturen, som vi använder för att driva vår modell. Skulle vi försöka validera våra resultat mot dessa sammanställningar skulle vi helt enkelt jämföra samma data med varandra, även om det manglats igenom en klimatmodell. Oberoenda data måste alltså användas. Efter en del läsande hade jag och min kollega samlat in tillräckligt med material för att kunna validera vår modellerade isutbredning. För att ett år med modellerad isutbredning skall anses vara validerad skall den modellerade isutbredningen vara över eller under långtidsmedlet för den observerade isutbredningen (1720-2001) så länge som det finns dokument som stödjer modellresultaten. En vinter som visar på under normal ismängd, samtidigt som det finns indikationer på att vintern var kall eller isrik är alltså inte validerad. Totalt fann vi 100 år, spridda jämnt över den 219 år långa perioden, med bevis för milda eller stränga vintrar och av dessa var 68% validerade, vilket är ett mycket bra resultat. Av dessa var 57% av de milda och 71% av de kalla vintrarna validerade. Delar vi istället upp perioden 1500 till 1719 i två 110 år långa perioder och validerar ser man att det blir bättre över tid. Mellan åren 1500 till 1609 var 64% av vintrarna validerade (63% av de kalla och 64% av de milda) med det mellan 1610 och 1719 var 73% av vintrarna som var validerade (81% för de kalla och 44% för de milda). Att de milda vintrarna lyckas mindre bra i valideringen beror bland annat på att antalet nertecknade milda vintar var väsentligt färre än nedtecknade kalla vintrar (i de källor vi letade). Kanske var det viktigast att hålla kolla på de kalla vintrarna, eftersom de förde störst risk med sig. Dessutom är våra modellresultat något för kalla jämfört med den observerade isutbredningsserien. Det medför att milda vintrar blir svårare att validera, eftersom långtidsmedlet för den observerade serien är lägre än för den modellerade. Flera av de milda vintrarna ligger dessutom på vippen att bli validerade (hade isarean bara varit nästan försumbart mindre hade valideringsgraden istället varit 89% för milda vintrar). Så vad gäller trovärdigheten till våra modellersultat anser jag den vara hög. Dessutom kan vi notera att Östersjön sedan 1500-talet aldrig varit isfri, vilket jag betvivlar att den någonsin kommer bli.

Rent allmänt kan man notera att det trots andra mekanismer, som påverkar klimatet idag jämfört med förindustriell tid, inte är helt klart och tydligt att värmeperioden under 1990-talet och framåt är något som går utanför den interna variabilitetens gränser för området under de senaste 500 åren. Det betyder att den interna variabiliteten är större än vad vi tidigare trott, att förändringarna över tid gått snabbare än vi tidigare trott och att vi kanske ännu inte är helt utanför det område som är naturligt förkommande över århundranden hos oss – oavsett vad det är som ligger bakom den nuvarande värmeperidoen. Det är också en slutsats som ligger i linje med BACC-rapporten. Med detta i bagaget blir det enklare att göra scenarier för framtiden.

För att avsluta kan jag också nämna att vi försökte oss på att använda utdata från en global klimatmodell, nämligen den tyska kopplade ”EcHo-G”-modellen (ECHAM för generell atmosfärcirkulation kopplas med oceanmodellen HOPE-G). Vi nöjde oss med att jämföra dess lufttemperatur för Östersjöregionen med de rekonstruerade lufttemperaturen vi använt för vår 500 år långa modellkörning, samt de uppmätta vid riktiga stationer runt om i regionen. Det visade sig tyvärr att global klimatmodelldata ännu har allt för låg kvalité för att kunna användas på detta sätt. Den säsongsmässiga variationen var mycket snäv; allt för kalla somrar och orealistiskt varma vintrar. Dessutom fanns det en stark värmande trend från 1750-talet i EcHo-Gs simulerade lufttemperatur, något som inte går att finna i varken rekonstruerade lufttemperaturer eller i uppmätta data. Hur kvalitén från andra vida använda klimatmodeller är har vi tyvärr ännu inte analyserat. Jag kan bara hoppas att de är bättre.

Dags för en mycket kort sammanfattning. Vad har vi lärt oss?

  • Proxyrekonstruktioner av temperatur och tryck går utmärkt att använda som bas för att driva en klimatmodell över de senaste 500 åren. De nödvändiga drivningarna (vattenstånd, färskvattentillförsel etc) går att härleda ur dessa.
  • Flera värmeperioder har inträffat mellan 1500 och 2001; 1730-, 1930- och 1990-talen, vilka var ungefär likbördiga i magnitud
  • Förändringar mellan normaltillståndet i regionens klimat, mot värme- och köldperioder har gått snabbare än vi tidigare trott, samtidigt som de varit större än vi tidigare trott.
  • Köldperioder inträffade i slutet av 1600-talet och i mitten av 1700-talet, men också flertalet korta sådana, så som tidiga 1940-talet och mitten av 1980-talet
  • Vattentemperaturen var som kallast år 1695 och som varmaste år 1975, samtidigt var 1900-talet det varmaste århundradet sedan 1500-talet
  • Isen har under fler gånger reducerats på grund av milda vinterperioder. Det skedde under 1730-, 1740-, 1930- och 1990-talen då likvärdiga isförhållanden rådde i Östersjön.
  • År 1989 var isen den minsta uppmätta, medan 1961 var den näst minsta uppmätta. Arean då uppgick till cirka 52 000 kvadratkilometer (jämförbart med Bottenhavets yta). Isfri har Östersjön aldrig varit sedan 1500-talet, och kommer troligen inte bli i framtiden.

För den som är intresserad att läsa hela artikeln är det bara att maila och be mig snällt om en pdf-version. Det finns mycket mer att upptäcka.

Uppdatering 28/10: Jag har skapat en figur över vattentemperaturen och isutbredningen i Östersjön. Se här. Gråa linjer och staplar är individuella år, röda linjer är 11-årigt glidande medelvärde.

oktober 16, 2007

Konst i glaciärdynamikens tjänst

Under 1800-talet kunde man nog knappast ana att dåtidens konstverk i form av målade vyer skulle komma i till vetenskapligt bruk över 150 år senare. I en ny artikel i Global and Planetary Change har tavlor och fotografier av glaciärer i Alperna har avslöjat hur dessa har växt till och smält över en längre period. Tack vare detta har dynamiken för glaciärerna blivit lite bättre kartlagd. De två glaciärerna (Lower Grindelwald Glacier i Schweiz & Mer de Glace i Frankrike) är varit föremål för en serie tavlor under 1820-talet, och fotografier under 1850-talet. Genom att koppla dessa momentana bilder av glaciärer med rekonstruerade temperaturer för regionen, går det att fördjupa förståelsen kring hur glaciärer (iallafall dessa två) beter sig i ett föränderligt klimat.

De två undersökta glaciärerna nådde sitt absoluta maximum under 1600-talet och har därefter inte uppnått samma storlek igen. Under 1820-talet nådde glaciärerna ett nytt maximum i sin utbredning om än några hundratal meter mindre än tidigare. Lite senare, under 1850-talet, växte de åter till sig och nådde ytterligare ett maximum, innan de ganska kraftigt började smälta av. Den snabbaste avsmältningen skedde under 1800-talets senare del då glaciärerna under en 20-årsperiod retirerade över 1 kilometer innan mer stabila förhållanden erhölls (Grindelwald-glaciären retirerade 1 kilometer mellan 1860 och 1880 medan Mer de Glace smalt av 900 meter mellan 1867 till 1878). Ytterligare 1 kilometer retirerade glaciärerna under hela 1900-talet – framförallt mellan 1940- och 1970-talen.

Snabba förändringar i glaciärernas massbalans är inte något konstigt. Den Lilla Istiden tog slut och ersattes av en mildare klimatregim under slutet av 1800-talet. Om glaciärerna då hade en större massa än vad den nya klimatregimen kunde upprätthålla behövde alltså en ny balans uppnås. Sådana anpassningar går relativt snabbt och är ofta dramatiska. Den nya mildare klimatregimen tog plats nästan synkront i hela Europa och Nordamerika, och vi ser förändringen tydligt även i dataserier från Östersjöregionen, som exempelvis den maximala isutbredningen. Åter till glaciärerna. Vilka mekanismer var det som gjorde att glaciärerna växte och retirerade under 1800-talet? Tillväxten under 1820-talet berodde främst på något lägre sommartemperaturer och högre nederbördsmängd under hösten medan smältperioden under 1800-talets senare del snarare var dominerad av de högre vårtemperaturer som kom i och med den nya klimatregimen fick fotfäste, men även mindre nederbörd spelar såklart en viktig roll. I motsats till 1820-talets tillväxtperiod, då lägre sommartemperaturer spelade en stor roll, är sommarens temperatur under smältperioden av mycket liten vikt. Det kan sättas lite i perspektiv till att det faktiskt är vårtemperaturerna som är dem som ökar snabbast för tillfället, med vintern strax efter följt av sommaren och sist hösten (hos oss i Östersjöregionen har dock inte höstarna riktigt bestämt sig om de vill bli varmare eller inte).

Gamla målningar är inte bara vackra att titta på, de är också viktiga för att förstå klimatsystemet. I övrigt vill jag upplysa om att det är mycket att göra just nu och att frekvensen på inläggen tenderar att bli något lägre än förut.

oktober 3, 2007

Periodiserad kyla och värme

Den nordatlantiska oscillationen (NAO) är viktig för vårt klimat, speciellt under vinterhalvåret, och ges av tryckskillnaden mellan Azorerna och Island. En positiv fas ger mer nederbörd och varmare temperaturer, medan en negativ fas ger motsatt effekt. Det har föreslagits att de olika klimatperioderna – medeltida värmeperioden och lilla istiden – kan ha varit ett resultat av att NAO under en längre period höll sig till en positiv eller negativ fas. Två kanadensiska forskare publicerade häromdagen en artikel i Paleoceanography där de försöker finna svar på om NAO kan ha varit en dominerande faktor i de olika klimatperioderna.

I en modell för Nordatlanten testades olika scenarier; en där NAO dominerades av en positivt fas och en där den negativa fasen var frekvent. Det kan ses som ett antagande där positiv fas motsvarar medeltida värmeperioden och en negativ fas motsvarar lilla istiden. De fann att om NAO befinner sig i en huvudsaklig negativ fas kommer havscirkulationen att sakta ner, vilket ger kallare temperaturer i framförallt Europa och östra Nordamerika. På samma sätt fann de en motsvarande reaktion, fast tvärtom, på en i huvudsak förlängd positiv NAO-fas. Det kan tolkas som att havscirkulationen är kopplad till NAO och att klimatperioderna var ett resultat av mer eller mindre värmetransport upp i Nordatlanten.

Den positiva fasen är inte lika stabil som den negativa fasen vilket beror på interna processer så som att nordgående strömmar förändras mer i styrka över tid och förändrar väg. Det skulle isåfall innebära att den nordatlantiska regionen under en värmeperiod var rumsligt mer varierande i temperatur än under en köldperiod. Så verkar dock inte vara fallet under kortare varma och kalla perioder på den regionala skalan i Östersjön (återkommer till detta vid ett senare tillfälle). Författarna medger dock att det finns få bevis i form av klimatdata som stödjer en sådan teori om instabilitet, även om de har hittat några enstaka proxydata som kan stödja deras hypotes.

Då modellen körs i en företrädelsevis positiv NAO-fas tyder resultaten på oscillationer om 70 år, vilket är nära de 65 år som AMO oscillerar med (vilken i sig några anser vara relaterad till bland annat orkanfrekvens och styrka, och andra anser vara en inbillning). Om den modellerade oscillationen är identisk med AMO tyder det på att havscirkulationen, modulerad av NAO, är knuten till AMO. Men om det är AMO som sätter NAO i en positivt/negativ fas, eller tvärtom, går inte att avgöra (mycket på grund av att AMO ännu inte är väldefinierad och att mekanismerna bakom NAO är svåra att reda ut då inte den heller är helt kartlagd). Författarna tar också upp en frågeställning som är intressant att försöka besvara. Om NAO tenderar att gå mot en mer positiv fas under varmare förhållanden (vilket inte är helt givet), kan det då vara så att den nordatlantiska regionen går mot mindre stabilt klimat? Det är en stor nöt att knäcka. Däremot vet vi att NAO varit i en primärt positiv fas sedan 1990 – frågan är då, har det under denna (allt för) korta period blivit mindre stabilt?

september 25, 2007

Torsk i tid och otid

Jag tänkte i detta inlägg koppla ihop det förgående inlägget med ett inlägg jag publicerade för över ett år sedan. Det kommer nu således att handla om torskens existens i våra farvatten. Hur har torskbestånden varierat över tid i Östersjön och varför samt hur stort har uttaget varit över tid? Det är något en ny artikel (accepterad, i press) i Fisheries Research försökt reda ut genom att gå igenom mängder av inrapporterade landningsanteckningar från de berörda ländernas myndigheter mellan åren 1550 till 1860. Lite problematiskt är det dock eftersom den politiska geografin förändrats ganska dramatiskt under denna tid. Tänk själv på hur Sveriges landyta expanderade och föll isär under den berörda perioden, och liknande öde skedde med de flesta länder i Östersjöregionen. Ett ständigt återkommande exempel är hur Blekinge, Skåne och Halland blev permanent svenska vid Roskildefreden 1658. Innan dess var det de danska myndigheterna som var ansvariga för bokförandet av det danska fiskefångsterna, och efter erövringen föll lotten självklart på den svenska motsvarigheten. Det är därför ett pusselspel att hitta alla dokument och få dem att passa in snyggt (förutsatt att arkiven skötts ordentligt och/eller inte skadats/förstörts av brand eller dylikt).

När väl det geografiska är utsorterad uppstår ett nytt problem. Enheter är inte desamma över tid och tungan måste hållas rätt i mun för att en korrekt uppskattning av fiskfångsterna skall kunna göras. Således måste alla gamla enheter gås igenom och fås rätt. Visste du exempelvis att en tunna var 126,6 liter stor i Sverige 1754-1888 men att den blev 120 liter från 1889, eller att den danska tunnan bara rymde 108,2 liter? Må hända är det i sig inget stort eller svårt problem, men rätt skall vara rätt.

Något som författarna upptäckte genom sin genomgång av de svenska handlingarna från 1500-talets mitt för Stockholmsområdet var att det årliga intaget förvisso varierade ganska mycket från år till år, men att det åtminstone var jämförbart med det som plockade upp under åren 1998-2005 i likvärdiga områden enligt modern bokföring (14 ton/år). Fisket var alltså relativt omfattande och mycket riktigt tog Gustav Vasa också ut torskskatt vid Gillöga 1558. Det tyder på att torsken var en viktig ekonomisk faktor. Dessutom är det högst rimligt att anta att 1500-talets siffror är underskattade. Från den finska sydvästkusten exporterades mängder med torsk till Sverige mellan 1556 till 1635. Under sin högtid exporterades 10 ton varje år (varierande mellan 5 till 20 ton/år) för att successivt mattas av. I sammanhanget kan man jämföra det med det moderna fisket som tog upp 1 till 2 ton/år under slutet av 1970-talet, och att det inte överskridit 3 ton sedan 1996.

Under senare hälften av 1700-talet tillkom en ny gren av torskfiske i södra Östersjön. Då började danska fiskare att transportera levande trosk från området kring Bornholm till fiskemarknaden i Köpenhamn. Maximum av denna transport nåddes under 1830-talet, och fortsatte hålla liknande nivåer fram till slutet av århundradet. En uppskattning för 1836 tyder på att 105 ton torsk på detta sätt transporterades till fastlandet – men mer generellt kan man uppskatta den minsta gränsen för transport av levande torskar under 1830-talet till 24-30 ton per år.

Författarna skriver att fiskeriet från 1500- till 1800-talet kan sättas i ett ekologiskt perspektiv. Under den berörda perioden verkar Östersjön ha haft en relativt stark stam av torsk, eftersom stor möda lades ner på beskattning och infrastrktur för torskfisket. Det kan i våra dagar verka en aningen motsägelsefullt då Östersjön under denna tid var mindre övergödd, och mindre produktiv, varför systemet skulle kunna ha varit aningens mindre lämplig för torskens fortplantning och överlevnad. Dessutom var förekomsten av rovdjur, som åt torsk, under den aktuella tidsramen mer påtaglig i form av fler sälar och tumlare, något som förändrades senare. Att Östersjön ändå kunde upprätthålla ett signifikant torskbestånd beror förmodligen på att torskarna överlevde längre. I slutet av 1800-talet förändrades fångstmetoderna ganska radikalt då båtar fick bättre redskap i form av större och bättre båtar och nät, motorkraft och hydrauliska vinschar började användas samtidigt som fisket flyttades längre ut från kusten.

Att torsken förekom i större mängder ändå upp till Stockholm och Finland under slutet av 1500- och början av 1600-talet visar på ett stort bestånd, eftersom det bara är då de brukar komma så långt norrut – såvida inte Östersjön var saltare än nu, och på så sätt gynnade torskens spridning norrut. Tidigare rekonstruktioner av Östersjöns salthalt, baserat på proxydata har indikerat att 1500- och 1600-talets salthalt i Östersjön var lite sötare än 1900-talet var. Vad har jag då att säga om det? Av mina och mina kollegors resultat av den rekonstruerade flodtillförseln för de senaste 500 åren verkar det som om tillrinningen av färskvatten var i den högre änden av spektrat under 1500- och 1600-talen. Detta höll i sig över en längre period (cirka 75 år), varför Östersjön med största sannoliket fick lägre salthalt under denna period. Vi vet ju att salthalten har en responstid på cirka 33 år, och perioden med den höga färskvattentillförseln översteg denna längd. Dock skall jag be om att få återkomma lite mer specifikt i denna fråga längre fram när jag tittat närmre på andra aspekter också. Att salthalten skulle vara den primärt gynnande effekten för torsk att breda ut sig så långt norrut som Stockholm och Finland är förmodligen mindre troligt.

Även om det inte kommer som en överraskning är det intressant att läsa om hur stor betydelse torsken ändå har haft för ekonomin i Sverige och de andra Östersjöländerna. Att fisket var såpass intensivt som det ändå var är för mig en överraskning. Hur det kommer bli i framtiden är svårt att sia om, eftersom torsken idag verkar vara starkt begränsad, vilket förmodligen till största del har med ett tidigare överuttag att göra. En starkt decimerad population behöver tid för att återhämta sig.

juni 9, 2007

Klimat hos Västnytt

Västsveriges nyhetsprogram hos SVT – Västnytt – har under veckan sänt fyra inslag med intervjuer av lärare, elever och forskare rörande klimatförändringar. Se del 1, del 2 (med Anders Omstedt), del 3 (med Tore Påsse), del 4.

april 26, 2007

Funderingar kring gungbrädor

Filed under: Havet,Klimatdata,Klimatperioder,Oceancirkulation,Temperaturer — by Daniel @ 22:15

Med anledning av gårdagens ”gungbrädenyhet” (LU, NyT, SvD) om att klimatet gungar fram och tillbaka mellan norra och södra halvklotet är det intressant att se tillbaka även på några artiklar jag skrivit om tidigare. Att det finns en sådan mekanism mellan nord och syd har man länge misstänkt, på långa tidsskalor. Men vad gäller teorierna kring havsströmmar har andra forskare nyligen studerat kärnor för de senaste 10002000 åren, vilket endast är den senaste delen av holocen. Man har funnit att strömmen genom Floridasundet och ytvattentemperaturer i Nordatlanten har varierat över denna relativa korta tid, och i grovt samma tidspunkt som Europa upplevt sina olika värme- och köldperioder. Så visst verkar det finnas en komponent som är sammankopplad med dessa nordatlantiska strömmar. Och om det funnits under de senaste 2000 åren är det rimligt att anta att samma mönster skett flera gånger under hela holocen, och självklart tidigare. Nu vet jag inte hur de nya resultaten ser ut, men om de sammanfaller med dessa tidigare upptäckter get det en stark indikation på att klimatet svänger fram och tillbaka så som föreslagits. Jakten på den bakomliggande mekanismen kan börja!

Däremot förbehåller jag mig rätten att vara lite tveksam till hur den nordatlantiska strömmen kommer reagera i ett framtida klimat. Om nederbörden, eller för den delen avsmältningen, skall avgöra ett riktigt problem för strömmen måste denna färskvattentillförsel öka ganska mycket för att konkurrera med de andra upprätthållande mekanismerna. Men vem vet, det är inte riktigt känt hur framtida nederbördsmönstret kommer se ut (ännu verkar det inte finnas någon global trend iallafall [pdf, sid 6], även om det säkert kan finnas vissa regionala förändringar) och vad gäller avsmältningen är de mekanismerna ännu inte särskilt bra förstådda (vilket var anledningen varför IPCC utelämnade dem i sin projektion av framtida havsnivåer). Så, transporten norrut kan också variera av sig självt ganska mycket och med de mätmetoder vi idag använder kommer det uppskattningsvis ta över ett halvt sekel att skilja de interna förändringarna från dem inducerade från mänsklig aktivitet – om en sådan uppstår i den termohalina cirkulationen. Tidsskalan havscirkulationen verkar över är lång, och sker inte på 10 dagar som vissa verkar tro (ja, jag vet, det börjar bli gamalt nu, skall sluta tjôta om det, lovar).

april 23, 2007

Stort, skoj och svulstigt i Wien

En vecka i Wien är intensiv, inte bara på grund av alla mozartkulor och sachertårtor. Ännu mer intensivt blir det när tusentals och ännu mer tusentals geovetare träffas i en och samma konferensbyggnad. Det var första gången jag deltog på en EGU-konferens, och det var nog större än vad jag hade förväntat mig. Att ta in all information är inte varken praktiskt eller teoretiskt möjligt. Tur nog fick jag antecknat en hel del av vad som sades där nere, och jag fick också träffat några av dem jag läst artiklar av (och ibland även skrivit om här på bloggen).

Så vad fick jag reda på? Jag tänker inte redovisa person efter person vad de sa (det blir allt för stort) eller gå in på något i detalj (det mesta av det nedanför sysslar jag ju inte med själv utan bara finner intressant), istället tar jag det i stora drag varför många föredrag och postrar inte kommer att omnämnas även om de var se- och hörvärda.

Solforskarna verkade inte riktigt nöjda med senaste IPCC-rapporten då de anser den underskatta solens roll i systemet. Att varje ny satellit, som skjuts upp för att mäta solstrålningen, ger olika resultat är lite problematiskt och ett stort pusslande. Från proxyfolket är det problem med att datumsätta proxyserierna eftersom den metod man hittills använt är ganska oexakt. Vi fick också veta att Dansgaard Oeschger-händelserna inte är periodiska och att de inte drivs av externa faktorer såsom solstrålning.

Mycket pratades det om värmetransporterna i haven och deras betydelse för klimatet. Som vi vet varierar det ganska mycket på en sub-årlig skala hur mycket värme som transporteras norrut (och söderut) i systemet. Det kan ju få som följd att vissa skriker vargen när det egentligen är en liten guldfisk. Det krävs betydligt längre mätningar än 1 år för att förstå hur variabiliteten är i haven. Med den transektmetod som användes, och som sedan blev en vargen kommer-nyhet, krävs det en tidsskala på århundraden för att kunna konstatera förändringar i MOC. En ny mätmetod, bestånde av flera fasta kontinuerligt mätande bojar tvärs Atlanten, kan istället vara bättre. Använder man den metoden behöver vi bara vänta någonstans i storleksordningen 50-60 år innan vi kan se någon förändringar i MOC. Används istället både transekter och bojar samtidigt förkortas tidsskalan ytterligare till ett antal årtionden. Det går alltså inte med dagens mätningar att skilja på variationer och/eller trender i data gällande MOC. I övrigt noterade jag att den händelse, som inträffade i november 2004 och som fick stor skrämselgenomslag i världsmedia snarare betecknas som lite kuriosa hos forskarna och inte som särskilt katastrofal eller ens direkt märkvärdig i sig. Det enda man kan säga är att instrumenten blev fler och bättre i början av 2000-talet och att man helt plötsligt bara fick bättre upplösning. I övrigt fick vi också lära oss om att minnet i haven är olika – från Atlanten som har ett ganska långt minne till Stilla Havet som snarare verkar lida av alzheimers.

Värmeinnehållet i haven är en ganska het fråga. Beroende på vem man frågar kan man få helt olika resultat, dessutom har man nyligen upptäckt ganska stora felkalibreringar hos instrumenten, varför vissa föredrar att utesluta instrument. Jag har anledning att återkomma till detta ganska snart i och med en just sådan rättelse till ett tidigare inlägg. Enligt Levitus, som höll ett föredrag i Wien, rasar för tillfället en ganska hetsig debatt om hur man skall korrigera alla data som visat sig vara fel, och det är inte världens lättaste uppgift. Dessutom har man bara under de senaste åren börjat täcka in även södra halvklotets hav i värmemätningarna, och det påverkar också data i viss utsträckning.

Högupplösta tidsserier av temperatur eller nederbörd i olika områden upptog också en del av veckan. En serie från Island visade bland annat på höga ytvattentemperaturer under medeltida värmeperioden, och att temperaturen sedan dess minskat. Mycket snabba förändringar på uppåt 1 grad skedde när värmeperiden började och avslutades. För Atlantens djupvatten, och ventilationen av djupvatten är kalla perioder goda nyheter då ventilationen sker oftare trots att transporten upp i Atlanten via flordiaströmmen är svagare. Som kompensation får istället vattnet en högre densitet, vilket ger mer djupvattenventilation. I Medelhavet var det under den medeltida värmeperioden också högre produktion då det nuvarande sydeuropeiska klimatet förflyttades längre söderut. Gränsen, som idag går i nordafrika, har flera gånger förskjutits fram och tillbaka över Medelhavet. I västafrika var det under den romerska värmeperioden mycket blötare än idag. Nordafrika fungerade ju som Roms kornbod, men sedan blev det helt plötsligt torrare, vilket gav mindre mat till rikets invånare, vilket i sig skulle kunna vara en bidragande orsak till rikets kollaps. Jag gillar dessa teorier, även om man inte kan förklara samhällens kollaps med en enda faktor – det är alltid många som samverkar. Iallafall verkar nederbördsmönstret i nordafrika variera i cykler på 500 år och att det efter medeltida värmeperioden har blivit betydligt torrare än vad det varit tidigare i området.

Stormar (inte orkaner) är ett ämne som många pratar om, speciellt nu efter vi har haft flera i vårt område – inte minst Gudrun och Per, och allt annat vad de nu heter. Även om många redan vet det har inte stormarna i Europa ökat nämnvärt på senare tid. På längre sikt, sedan slutet av 1800-talet, har de istället minskat, förutsatt att man har tilltro till data. En viss ökning skedde 1960-1990, men därefter minskade stormigheten igen. Och det är liknande resultat som BACC fann för Östersjöområdet, att stormigheten inte har en trend alls. Vi skall dock hålla oss kvar i atmosfären lite och vända blicken mot NAO, detta fenomen som ofta styr vintrarna hos oss. Normalt brukar man se det som tryckgradienten mellan Azorerna och Island, men en ny tolkning ger en annorlunda bild. Man skall tänka sig NAO som brytande vågor i stratosfären över Grönland, vilket föranleder blockeringar över Europa. Blir NAO positiv betyder det att färre vågbrytningar sker, och ett negativt NAO följdaktligen att fler vågor bryts.

Känslorna svallade ibland ganska mycket på föredragen. Jag var med om iallafall två sådana tillfällen. Dels var det en fransk professor inom solmagnetism som retade gallfeber på en kvinnlig modellör genom att säga att solens magnetfält är direkt ansvarigt för intensiva orkansäsonger, smältande isar och förändrade ekosystem. Ganska kontroversiellt må jag säga, och tyvärr var jag inte med under hela föredraget så jag missade på vilka data han underbyggde sina teorier. Men nog var det väldigt underhållande gräl de hade, lite på catfight-stadiet. Den andra händelsen var när Fred Singer höll låda. Han pratade om CCSP-rapporten (vilken ingen europeisk forskare verkar ha läst eftersom nästan ingen räckte upp handen när Singer frågade vilka som läst den – jag har inte läst den) och hur själva rapporten skiljer sig från sammanfattningen. Han tyckte det var den fullständiga rapporten man skulle läsa och inte sammanfattningen eftersom sammanfattningens slutsatser inte har stöd i rapporten. Singer uppmuntrade därför alla att läsa den fullständiga rapporten snarare än sammanfattningen (han hänvisade bland annat till skillnader i modellresultat kontra mätningar de olika lagrens temperaturvariationer i atmosfären). Givetvis fick detta mothugg från en annan amerikan som ansåg att Singer inte höll sig till sanningen. Denna person, vem det nu var, tyckte istället man skall läsa sammanfattningen, eftersom den är lättare att förstå (jag antar också han anser att sammanfattningen och rapporten ge samma stöd till vad som än står däri). Men, det man kunde dra som slutsats var att Singer ansåg man skulle läsa en fullständig rapport och hans kommentator att man skulle läsa sammanfattningen. Det gav inte så mycket klarhet, men det var inte oväntat.

En liten kuriosa är att dagarna, på grund av växthusgaserna, kommer bli längre i framtiden, hela 0,65 millisekunder längre till år 2100. Dessutom kommer vikten att öka hos en människa som väger 80 kg idag; år 2100 kommer han eller hon att väga 0,001 milligram mer.

Och för dig som brukar illustrera solen med hjälp av en apelsin – byt till en citron istället eftersom det är mer likt formen på solen.

I övrigt hade jag två postrar där nere och det var väldigt givande. Fick träffat många människor som var intressanta och genuint intresserade av vad man sysslade med. Sånt gillar jag, speciellt eftersom det var första gången på en sådan konferens och man inte känner många folk ännu. Men även om det kan se så ut är det inte alltid lätt att stå med ett stort brett leende i två timmar. Dags att ta den här vitamininjektionen och använda den till något vettigt i arbetet…

mars 31, 2007

Vinterregn i Europa, åren 1700-2000

Filed under: Atmosfären,Klimatperioder,Rekonstruktioner — by Daniel @ 9:27

Nederbörd är en viktig parameter att studera när klimatet förändras. För stora delar av Europa är nederbörden under sommaren direkt avgörande för avkastningen från sådden. För lite regn ger torka och dålig växt, för mycket regn ger också dålig tillväxt och risk att skörden ruttnar bort. I området kring medelhavet är det istället vinternederbörden som är viktig då den bestämmer vattentillgången över återstoden av året. Sett till den storskaliga cirkulationen är vinternederbörd, på samma sätt som vintertemperaturen, en parameter som snabbt förändras när klimatet förändras i motsats till sommarnederbörden, vilken är mer kopplad till lokala effekter. I en ny artikel i EGUs open access-tidskrift Climate of the Past studeras frekvensen av nederbördsextremer vintertid i Europa sedan år 1700 och framåt. Data tidigare finns, men har på grund av sin dåliga kvalité valts bort (för få källor ger mindre realistisk variabilitet). Fyra regioner i Europa studeras speciellt: Irland, Spanien, Centraleuropa och nordöstra Europa.

Vad fann man så? Det visade sig att nederbörd varierat ganska mycket över tioårs- och hundraårsskalan, vilket är föga förvånande. Risken för en extrem, både åt det torra eller blöta hållet, har inte varit konstant sedan 1700-talet, istället har det varierat ganska kraftigt runt om i Europa och ej alltid i harmoni med varandra. Extremtorra vintrar inträffade under första hälften av 1700-talet ungefär var 5-10 år medan de under artikelns referensperiod (1951-2000) inträffade var 20 år. Geografiskt var torra vintrar mer sällan förekommande på den Iberiska halvön, sydöstra Europa och de brittiska öarna från början av 1700-talet till mitten av 1800-talet. Under första hälften av 1800-talet var torra vintrar sällsynta i hela Europa, jämfört med 1951-2000. För väldigt våta vintrar var det under första hälften av 1700-talet dubbelt så vanligt i centrala och östra Europa jämfört med referensperioden, men sett från 1750 till 1950 var blöta vintrar mindre vanligt än under andra hälften av 1900-talet. Generellt sett har vinternederbörden blivit mer extrem över tid.

Så vad beror dessa förändringar över tid på? Det mest uppenbara som kommer till minnet är tryck. Tryckförändringar spelar en mycket stor roll (ett bättre ord är kanske ‘styrande’) för hur atmosfärscirkulationen blir. NAO (nordatlantiska cirkulationen) är en sådan mekanism som under vinterhalvåret har mycket stor inflytande över nederbörd och temperatur i Europa (förvisso inte stationär över tid, men näst intill). En positiv fas ger milda vintrar och mycket nederbörd medan en negativ fas ger kalla och torra vintrar – i Nordeuropa (nederbördsmässigt gäller omvänt förhållande i Sydeuropa). Som bekant var NAO i en förlängd positiv fas under 1990-talet. För Spaniens del var det under samma period en lång torka, vilket kan vara kopplat till NAO. Exakt hur NAO fungerar är däremot inte riktigt känt, men flera hypoteser ligger på bordet. En liknande händelse om än omvänd inträffade under maunderminimat (åren runt sekelskiftet 1699/1700). Då var vintrarna kalla och torra eftersom det ryska högtrycket var starkt och kunde pumpa in kall luft över Europa. I Spanien var det istället omvänt förhållande och torra vintrar inträffade sällan. Dessa förhållanden ger en indikation på att NAO var i negativ fas. Eftersom maunderminimat tros hänga ihop med att solfläckarna var få har förslag lagts att solinstrålningen tvingande in NAO i negativ fas, och när perioden var på avslutning tvingande den ökande solinstrålningen NAO att gå in i en mer positiv fas. Mekanismerna bakom detta är dock mycket komplexa och dåligt kartlagda. Andra förslag är att ytvattentemperaturerna i nordatlanten var höga och att det blockerade västvindarna att tränga in i Europa. En kombination är också trolig.

Författarna hävdar att det är mycket svårt att tillskriva rätt mekanism (vulkanism, solaktivitet, växthusgaser etc) till de observerade förändringarna i nederbördsmönstret över de senaste 300 åren. För solens del kan det finnas ett samband, men vi har inte förstått dess mekanism. Vulkanism ger endast upphov till förändringar på korta tidsskalor (<10 år) varför den mekanismen inte förklarar särskilt stor del av det observerade. Intern variabilitet skulle mycket väl kunna stå själv för stora delar av det observerade, framförallt vad gäller förändringar i tryck. Att hitta en förbindelse med växthusgaser är inte lätt heller. Rent allmänt skulle gaserna under andra hälften av 1900-talet ha kunnat gett upphov till mer nederbörd genom en förstärkning av den hydrologiska cykeln, men förändringar likt de observerade har inträffat tidigare, varför en annan mekanism inte går att utesluta. Den bästa gissningen, om man vill helgardera sig, är att förändringarna beror på en mycket komplex sammanvävning av allt det ovan nämnda.

januari 31, 2007

Stormar i ett kallare klimat

Filed under: Atmosfären,Klimatperioder,Modeller — by Daniel @ 21:54

Att stormar fascinerar oss människor är inget nytt, det har länge vart så. I och med att mer fokus har kommit på orkaner i Atlanten har frågan om framtiden innebär fler stormar hos oss kommit på tapeten (något som det inte finns ett svar på, men hittills har man inte märkt någon förändring). Ett sätt att försöka förstå problematiken är att studera en utvald tidsperiod, som var speciell. Det har gjorts i en nypublicerad artikel i Climate Dynamics. Den period känd som Maunder Minimum (år 1640-1715), kännetecknad av låg solaktivitet och flertalet vulkanutbrott, var en mycket kall period, till och med för Lilla Istiden. För de enskilda människorna var det väldigt besvärligt med missväxt och svält/sjukdomar som följd. Men inte nog med det, studier har indikerat att Lilla Istiden kan ha vart stormigare (eller kanske snarare mer extremt) än vad det är idag, vilket uppenbarligen måste ha vart tämligen jobbigt. Ett exempel är julöversvämningen år 1717, som dränkte nästan 15 000 människor längs Nordsjökusten.

Författarna till artikeln har studerat extremer i cyklonbildning (dvs stormar), dess antal och intensitet med hjälp av en GCM (general circulation model) vid namn CCSM2 (de medger dock att det är en svaghet att endast använda en modell snarare än en ensamble av modeller). Man ville veta om det var stormigare under Lilla Istiden, speciellt under Maunder Minimum, och om det därmed skulle skilja sig mot idag. Jag skall inte gå in i några detaljer hur modellen sattes upp och drevs, men kan nämna att det totalt gjordes sex körningar och en kontrollkörning.

Resultaten tyder på att antalet stormar under Maunder Minimum märkbart sjönk i polarområdena (dvs från Arktis ner till Sub-arktis, där Skandinavien ligger), men att antalet stormar istället ökade söder om 50N, allra mest i medelhavsområdet, gällandes för alla säsonger på året. På samma sätt minskar nederbördextremer i norr men ökar i söder. Samtidigt som antalet stormar minskade, ökade intensiteten av de kvarvarande stormarna över hela Nordatlanten jämfört med idag, och allra mest skedde det under vintertid. Mekanismen bakom detta slår författarna fast borde bero på den ökade temperaturgradienten mellan pol och ekvator samt nedre troposfärens baroklinitet (skiktning). Resultaten indikerar alltså att Lilla Istiden, under åtminstine sina kallare perioder, kan vart stormigare än idag för Europas del samtidigt som det var blötare i Medelhavsområdet och torrare hos oss. De stormar som väl drog in över Skandinavien var också mer intensiva än idag, samtidigt drabbades sydskandinavien och Central- och Sydeuropa oftare av extrema stormar. Förmodligen hade NAO med ett finger i spelet. Genom att vara oftare i negativ fas blockerades lågtrycken ganska effektivt från att nå in över Skandinavien, vilket är i motsats till denna vinter, med mestadels positiv fas (många lågtryck vilka därmed bidragit till en hittills mildare vinter).

december 6, 2006

Ytvattentemperaturer i Nordatlanten över 2000 år

För en vecka sedan publicerades en ny artikel i Nature om golfströmmens variationer över det senaste millenniet, vilket jag skrev om. Den behandlade nya proxydata från området utanför Florida, vilket är där golfströmmen tar sin början. Studien visade att volym- och värmetransporten varierat ganska mycket över de senaste tusen åren, och att det var öppet för diskussion hur orsak-verkan-sambandet fungerade.

I novembernumret av The Holocene finns ytterligare en intressant och relevant artikel rörande havsströmmarnas påverkan av klimatet i Europa – över de senaste 2000 åren. Även i denna artikel har sedimentkärnor från havsbotten tagits och analyserats. Kärnorna i denna artikel härstammar från Nordatlanten och togs utanför Island, Norge, Skottland samt Portugal. Med detta kan man få information om variationerna i nordatlantiska strömmen, den havsström som golfströmmen övergår i när den närmar sig Europa.

I sedimentkärnorna analyserades temperaturkänsliga parametrar, mest fokuserat på stabila syreisotoper (dO18) och planktonsammansättning. Det understryks av författarna att analysernas resultat inte enkelt går att jämföra på grund av fysiska faktorer i omgivningen. Exempelvis ger kärnan tagen utanför Island en stark säsongsignal då vattnet där under sommar och höst kommer från Atlanten och under vintern från Arktis med tillhörande omblandning. Utanför Skottska västkusten finns en stratifiering av vattenkolumnen under sommarhalvåret, men inte under vinterhalvåret. Utanför Portugal svänger strömningsriktningen efter säsong. Sommartid går strömmen söderut och en starkare upwelling finns, medan strömmen vintertid vänder norrut samtidigt som avrinningen från land ökar. Alla dessa mekanismer påverkar sedimentet i kärnorna.

Det finns fyra klimatperioder som är viktiga för de senaste 2000 åren; romerska värmeperioden (ca år 50-400 ekr), medeltida köldperioden (ca år 400-800 ekr; jag tror inte det finns ett etablerat svenskt namn för denna period – Dark Ages Cold Period), medeltida värmeperioden (ca år 800-1300 ekr) samt lilla istiden (ca år 1300-1900 ekr). Det finns också den nuvarande värmeperioden, men den vet vi ju inte hur länge den pågår. I vart fall sätter författarna dessa klimatperioder i relation till vad analyserna i deras kärnor visar. För jämförelse använder författarna också en iskärna från Grönland för att få en referens för atmosfärisk cirkulation under analysperioden. Gemensamt för både ytvattentemperaturer och lufttemperaturer är en tendens till lägre temperaturer under de två köldperioder (den medeltida köldperioden och lilla istiden) som kommit och gått under de senaste 2000 åren. Lilla istiden verkar också vara den kallaste perioden av de två. Det är däremot svårare att hitta gemensam respons under värmeperioderna. Utanför Island och Portugal är den romerska värmeperioden varmare än medeltida värmeperioden, medan det utanför Norge är tvärtom. Beroende på vad som analyserats fås också olika resultat. Utanför Portugal ger två metoder att 1900-talet var varmare än tidigare, medan en metod ger stor temperaturmässig variation (vilket förmodligen beror på tätheten av data) men inte något utslag av varmare än normalt. Sammantaget visar dock 1900-talet en stigande trend (vilken pågått under de senaste 200 åren) i alla kärnor, men författarna kan utifrån analyser av marina sediment inte fastslå att århundradet var exceptionellt. Men, jag är lite osäker på hur väldefinierat 1900-talet är i deras kärnor, det vill säga om hela århundradet är med (fram till 1950 finns med i alla kärnor dock) eftersom man nästan alltid mister några år när en kärna tas upp (och är det ”nyckelår” så kan det ju ge viss effekt). Någon jämförelse med uppmätta instrumentella data för 1900-talet presenteras inte, vilket kanske hade vart intressant i sammanhanget med deras slutsats (även om det alltid är lite riskabelt att jämföra några få årtionden med 2000 år).

Det författarna beskriver kan ge visst stöd till förra veckans Natureartikel att golfströmmen under Lilla Istiden förmodligen var svagare. Alla undersökta kärnor visade på en nedkylning under lilla istiden, vilket också var vad Natureartikel föreslog. Nedkylning skedde också under medeltida köldperioden. Om detta också berodde på samspel med golfströmmen hade vart intressant att veta. Det verkar dock ganska troligt eftersom samma mönster återspeglas i såväl iskärnor från Grönland som de marina sedimenten. Det omvända fallet, med värmeperioder, verkar dock inte lika starkt underbyggt, iallafall inte i marina sediment.

november 30, 2006

Golfströmmens variationer över ett millennium

Filed under: Klimatperioder,Oceancirkulation,Rekonstruktioner — by Daniel @ 19:40

Det har vart mycket diskussioner om Golfströmmens variationer under det senaste året (se kategori). I en rykande färsk artikel, publicerad i dagens (30/11) nummer av Nature läggs ett förslag fram på hur Golfströmmen varierat i styrka under de senaste tusen åren uttolkat ur havssediment. Idag håller sig volymtransporten i Golfströmmen uppskattningsvis runt 31 Sverdrup (1 Sverdrup = 1 miljoner kubikmeter per sekund). Så har det inte alltid vart, och kommer säkerligen inte heller att vara (det är inte mycket som är konstant). Vår förståelse för hur Golfströmmen fungerar rent dynamiskt, och hur den reagerar på exempelvis mer färskvatten eller högre salthalt, är fortfarande relativt låg. Mätningar för längre tidsperioder saknas och kontinuerliga mätningar av delar av hela termohalina cirkulationen (i vilken Golfströmmen är en delström) har precis påbörjats. Som så mycket annat måste man ta till proxy-data för att förstå hur variationerna varit.

För den aktuella Natureartikeln har sedimentkärnor tagits upp utanför Florida; vid Dry Tortugas (7 kärnor från 5 olika djup i intervallet 200-750 m) och vid Great Bahama Bank (7 kärnor vid 4 olika djup i intervallet 260-700 m). Foramininiferer, vilket är små skalförsedda organismer på havsbotten, har sedan analyserats i borrkärnan. Skalet hos en foraminifer innehåller syreisotopen dO18, vars förekomst i skalet beror på omgivande temperatur vid skalbildning och dO18 i vattnet. Eftersom det hela tiden läggs nytt sediment ovanpå äldre sediment kan man räkna ut hur gammalt varje lager är med tillhörande dO18-värde. På så sätt kan artikelförfattarna få fram flödesvolymen för Golfströmmen under de senaste 1100 åren.

Från artikeln får vi veta att volymflödet i Golfströmmen varierade med uppskattningsvis 3±1 Sverdrup över det senaste millenniet, vilket skulle motsvara cirka 10% av det totala flödet. I geologiskt tidsperspektiv är det däremot inte lika våldsamt som under Last Glacial Maximum (ca 20 000 år sedan) då uppskattningar tyder på en reduktion av flödet på uppåt 10-15 Sverdrup. I vart fall inträffade det lägsta volymflödet för Golfströmmen, enligt dO18-beräkningar, för under perioden 700-100 år sedan. Detta sammanfaller grovt med den uppskattade tidsperioden för Lilla Istiden (ca år 1300-1850), vilket avspeglar sig i många proxy-data och längre instrumentella serier i Europa (och även nordöstra Nordamerika). Eftersom Golfströmmen antas vara relativt tätt kopplad till värmen på våra breddgrader skulle det kunna vara så att mindre värmetransport i form av lägre volymtransport påverkat klimatet under Lilla Istiden i framförallt Europa. På motsvarande sätt fann artikelförfattarna högre volymtransport 100-0 samt 1100-1000 år sedan, det sistnämnda vilket borde falla inom vad man tror var en medeltida värmeperiod (hur denna såg ut är dock inte fullt utrett). Flödesfördelningen ser dock lite annorlunda ut idag jämfört med för 1000 år sedan.

Vilka implikationer får detta för klimatet? Flödesförändringarna är inte bara kopplade ihop med kallare klimat på de högre breddgraderna. Under Lilla Istiden var det väldigt torrt i Central- och Sydamerika samtidigt som höga ytsalthalter kunde återfinnas i Floridaströmmen (rundar floridas spets och beger sig norrut längs USAs östkust och övergår till att bli Golfströmmen). Artikelförfattarna genomförde en jämförelse mellan dO18-halterna i Floridaströmmen med de data för torka som finns för Cariaco Basin, utanför Venezuela. Tydligen finns det en länk dem emellan. Författarna tror att en minskad värmetransport i Golfströmmen under Lilla Istiden förändrade ytvattentemperaturen i Atlanten och därmed fick den atlantiska Intertropical Convergence Zone (ITCZ; ett lågtrycksbälte runt ekvatorn) att förflyttas söderut och därmed skapa torka i Central- och Sydamerika. Förhållandevis små förändringar (<1 grader Celcius) i ytvattentemperaturgradienten över ekvatorn på års- och dekadskala kan få ITCZ att förflyttas över 1000 kilometer. Av denna anledning var det kanske en utjämnad salthaltsgradient (genom ökad salthalt kring Karibien) som fick golfströmmen att sakta ner under Lilla Istiden. En annan förklaring kan vara att solinstrålningen minskade varvid vinden avtog, vilket minskade transporten, då ITCZ förflyttades söderut.

Artikelförfattarna skriver dock att även om Golfströmmen spelade en nyckelroll i Lilla Istidens klimat på våra breddgrader går det inte att, från deras resultat, avgöra om det berodde på en feedback på en intern variation i klimatsystemet eller om det var en förstärkt reaktion på en extern drivning (vilket jag tolkar som ifall det var golfströmmen som orsakade klimatförändringen eller om det var klimatförändringen som påverkade volymtransporten).

oktober 30, 2006

Vägen över isen

Filed under: Östersjön,Glaciärer/Is,Historia,Klimatperioder,Regionalt — by Daniel @ 20:15

Is är något som vi är vana vid varje vinter i vår region och det har emellanåt spelat en stor roll för historiens utveckling (och därmed också samhällets formgivning). Tänkte fördjupa mig lite i kända händelser då isen (indirekt indikator på vinterklimatet) spelade en avgörande roll.

Hur temperaturen står sig idag jämfört med tidigare perioder under holocene (de senaste 12 000 åren) är lite svårt att säga med säkerhet – än vet vi inte om vår region är varmare än tidigare under tidsperioden och det skall till en hel del fler ansträngningar innan vi kan säga det med säkerhet. Men, det finns perioder som var avsevärt mycket kallare än idag. En generellt kallare klimatregim (Lilla Istiden) kopplade ett hårt grepp om regionen kring år 1400. Under de kommande 500 åren som följde skulle isen i Östersjön breda ut sig mer varje vinter än vad den gör idag. Det i sig gav fler möjligheter, än vi är vana vid, för människor att utnyttja situationen för att förlytta sig över isen, speciellt över Bottenhavet, Bottenviken och Finska viken. Inte bara den lilla människan använde isen för transport. Statsmakten var inte heller sen att se fördelen i att transportera arméer över frusna havsområden. Detta skulle dock försvåras när 500 år hade passerat. Lilla istiden bröts i Östersjöregionen år 1877 vartefter temperturen steg fram till 1930-talet, då temperaturen nådde ett maxima, för att därefter falla tillbaka lite innan den ökade igen under slutet av 1900-talet. Som vi skall se längre ner hindrar detta ändå inte alltid isen från att breda ut sig ordentligt – för även om temperaturen generellt har stigit under 1900-talet finns det år då vintrarna var riktigt superkalla, exempelvis vintrarna 1940-1942 och 1985-1987. Dock skall det understrykas att tillfällena idag är färre och längre mellan dem än vad de var under lilla istiden.

Jag skall försöka koncentrera mig mest kring de gånger då isarna användes av arméer, eftersom dessa tillfällen egentligen är mest intressanta. Inte alla isar håller för trycket när en hel armé (ibland inklusive kanoner) drar fram. Däremot håller betydligt fler isar då ett fåtal människor går över. Två av de första tillfällen som detta finns registrerat är åren 1235 och 1296 (finns tyvärr ingen bättre referens online) då Kattegatt frös till och folk kunde vandra mellan Norge och Jylland. Inga arméer uppges ha korsat havet under dessa vintrar. Här uppstår dock ett problem då det inte är närmre specificerat till/från vilken del av Norge människorna kom/gick. Norge under denna tid inkluderade även nuvarande Bohuslän och det är en stor skillnad i prestation att gå över is från nuvarande Sydnorge till Jylland eller från exempelvis Kungälvstrakten till Jylland. Å andra sidan specificeras Kattegatt som tillfryst, vilket ger starka indikationer på att det är trakterna i södra Bohuslän som gäller. Men det utesluter heller inte att även Skagerak var fruset, även om den sannolikheten är mycket lägre. Liknande händelser inträffade 1635, 1709 och 1838 då havet frös mellan Bornholm, Sverige och Rügen i Tyskland. Människor kunde förflytta sig mellan ön och fastlandet utan problem och det ansågs vara en extraordinär händelse. Enligt Speerschneider (artikel från 1912, ej online) var tydligen förhållandena ungefär detsamma vintern 1893, men då kunde folk inte förflytta sig på grund av båttrafiken, som såg till att farlederna var fria från is (eller åtminstone gjorde så att isen inte kunde bära vandrande människor). Ett annat problem vad gäller årtal, speciellt längre tillbaka i historien, är att man sällan vet exakt vilken vinter det är som nämns, så vida inte också månaden specificers. Exempelvis betyder är vintern vi nu närmar oss vintern 2007, eftersom vintern oftast definieras som december, januari och februari. Står det i en källa om vintern 1134 utan att en månad specificeras kan det vara svårt att avgöra om det är i slutet av året eller i början av året (och därmed två helt olika vintrar). I denna text står dock vintern 1134 för vintern som inträffar i årsskiftet 1133/34.

Under krigstider finns flera kända fall då militären utnyttjade isbelagda havsområden. Bland de första kända var år 1495 och inträffade i Finska viken då ryska trupper härjade omkring i östra Finland. De svenska trupperna försökte hålla tillbaka angreppet i det belägrade Vyborg (då Viborg). Flera attacker skedde mot staden från havssidan (Finska viken) som en överraskning mot stadens försvar. De ryska trupperna retirerade dock i december samma år på grund av extrem kyla samt dåligt med proviant. Därför kan man anta att vintern det året började ovanligt tidigt med stark kyla. Finska viken skulle också vara skådeplats för ytterligare två militära isvandringar inom de kommande 100 åren; 1577 och 1581.

Vintern 1577 återvände de ryska trupperna till svensk territorie. Nu stod kampen istället om Tallinn (då var namnet Reval). Det var den förste officiella tsaren, Ivan IV (eller Ivan den förskräcklige), som skickade ut trupperna. Tallinn hade vart under svenskt styre sedan 1561 och den ryske tsaren ville minska den svenska makten. Vem som kontrollerade Östersjön var mycket viktigt på den tiden, och var så under mycket lång tid (kanske även i viss mån idag). Tallinn var också en mycket viktig stad då det var bland de viktigaste hamnstäderna i Östersjön. Den som kontrollerade Tallinn kontrollerade stora delar av handeln med Europa. Självklart var detta ett starkt incitament för den ryske tsaren att vilja erövra staden. Under vintern 1576 gick ryska trupper över isen i Rigabukten och intog de svenska öarna Ösel (idag Saaremaa) och Dagö (idag Hiiumaa) samt flertalet städer på den idag estniska västkusten. I januari 1577 kom så en trupp på 50 000 ryska soldater på isen mot Tallinn. Med sig hade de bland annat kanoner, men trots det lyckades de inte inta staden. Istället vände en styrka bestående av 1 200 tatarer på klacken och marscherade mot Helsingfors – 80 km norrut. På grund av isvallar skonades Helsingfors och omkringliggande landområden plundrades och fångar togs. På vägen tillbaka började isen ge vika och uppskattningsvis 500 tatarer drunknade. Tallinn intogs dock inte denna gång.

Några år senare, vinter 1581, red Pontus de la Gardie med hjälp av en kompass från Vyborg över Finska viken till ett område i närheten av Tallinn. Med sig hade han cirka 3 500 soldater. Syftet var att förstärka den svenska närvaron i Estland. En del av krigsbytet, som togs i samband med detta, skickades över isen till Helsingfors. Isen kom till mycket stor användning här.

Det skulle sedan dröja till mars i senvintern 1940, mitt under Vinterkriget, innan nästa större truppförflyttning skedde i Finska viken. Denna vinter var en av de allra kallaste under 1900-talet, och förmodligen en av de kallaste under de senaste 500 åren (Jämförbar med den något kallare vintern 1942. I övrigt är 1695 den rapporterade strängaste vintern någonsin i Europa överlag, så även i Östersjöregionen), varför istäcket bredde ut sig över hela Östersjön – inklusive Kattegat och delar av Skagerack. Sovjet visade tämligen stor aggressivitet mot Finland och hade smidit en plan kring att invadera Vyborg, som då tillhörde Finland under namnet Viipuri. Tidigare i historien hade kanoner dragits över isen vid slag i Finska viken. De sovjetiska trupperna gjorde ett mer djärvt drag denna gång genom att placera ut lättare stridsvagnar ute på isen. På så sätt kunde de, under stormningen av staden, bombardera området i stöd för sina trupper. Som historien sedan visade erövrade Sovjet stora delar av Karelen, där Vyborg ligger.

Andra områden av Östersjön har också använts för militära ändamål. Ryssarna invaderade Sverige under vintern 1809 genom att förflytta sig dels över bottenhavet från Vaasa till Umeå, och dels från Åbo via Åland till Grisslehamn norr om Stockholm. Under strapatsen över isen stötte ryssarna på varken större motstånd eller missöden i form av brusten is. Händelsen med de invaderande ryska trupperna inträffade bara två dagar efter statskuppen den 13:e mars, där Gustav IV Adolf tvingades i husarrest och senare fick lämna sitt ämbete. Fredsfördraget dikterade att Sverige skulle avsäga sig Finland och Åland till Ryssland. En rolig detalj kan tilläggas angående denna invasion. Ryssland hade avtalat med Danmark att kriget skulle föras på fler fronter. Danskarna skulle invadera via Skåne över Öresunds is (det var väldigt kallt denna vinter). En storm förhindrade dock danskarna att angripa då stormen slet upp isen och gjorde den allt för osäker att korsa. Istället påbörjade danskarna snillrikt en sorts psykologisk krigsföring genom att sända upp ballonger, som bar meddelanden, som sedan damp ner på svenskt territorie.

Men, för att återgå till att använda isen i Östersjön. Den mest kända händelsen är självklart den jag nämnt flertalet gånger; Karl X:s strapats över lilla och stora bält år 1658. Detta är en spektakulär händelse, som saknar motsvarighet i svensk historia (och förmodligen likaså i alla Östersjöländers historia). Även om avståndet var relativt kort att ta sig över Lilla och Stora Bält är det ett område som sällan fryser till såpass hårt. Det är därför mer förvånande att använda isen i detta område för att förflytta en hel armé. Både Finska viken och Bottenhavet fryser alltid till varje vinter, och är isbelagda en längre tid, åtminstone 2 månader eller längre. Därför är det en större chans att isarna i Östersjöns östra och norra delar är mer bärkraftiga och kommer som en mer naturlig del i invånarnas liv. I sydvästra Östersjön är det däremot en raritet. Att våga sig ut på isen här är antingen dumdristigt eller genialiskt, allt beroende på vem som betraktar och hur utgången blir. Givet är att det inte är en självklarhet att isen lägger sig eller håller för att gå på. Dessutom är risken större för ett väderomslag i denna region då området är mer påverkat av det mildare nordatlantiska vädersystemet än Finska viken och Bottenhavet (vilka är mer dominerade av det kalla kontinentala vädersystemet). Och även om lilla istiden sträckte sig från 1400-talet fram till 1877 i Östersjöregionen är det inte säkert att Bälthavet var mycket mer isbelagt förr än nu. Till en viss grad var det förmodligen så, men inte på långa vägar så som Bottenhavet och Finska viken är idag. Det är också svårt att veta då vi har en större påverkan idag i form av sjöfart, som måste ha isfria farvatten (speciellt i Bälten och Öresund ger detta förmodligen ganska stora konsekvenser på isläggningen).

Självklart finns det en rad andra tillfällen, stora som små, då tillfrusna sjöar och havsområden använts i militärt syfte. Ett exempel som jag kan nämna för de potentiella danskar, som eventuellt läser detta inlägg, är att Danmark invaderade Sverige vintern 1520 och 1568, vilket var två kalla vintrar, vilket i sin tur gjorde att danskarna kunde vandra över tillfrusna sjöar och träskmarker som annars skulle vara svåra hinder. Om isen kommer användas för militära manövrar i framtiden får tiden visa. Och hur isens beläggning i området kommer utvecklas återstår också att se. Hittills har isen minskat något i omfång under 1900-talet vilket gör den mindre lämplig att bege sig ut på.

För den intresserade finns det mer att läsa i följande artiklar, som bland annat ligger till grund för detta inlägg:

september 4, 2006

Återblick; Östersjön under 200 år

Östersjön är kanske världens mest övervakade hav (eller innanhav eller fjordliknande system om man så vill). Det finns långa tidsserier, som sträcker sig långt tillbaka i historien. Bland annat har det i Uppsala mäts lufttemperaturer sedan 1722, vilket är bland de längsta i världen (den längsta är Central England Temperature, som påbörjades 1659). I Stockholm finns en lång vattenståndsserie, som påbörjades 1774. Det finns även hyffsade bra uppgifter om isläggning från 1720, men även enstaka uppgifter ännu tidigare, exempelvis 1658 då svenska armén gick över Bälten eller 1236 då Kattegat frös och människor gick över isen mellan Jylland och Norge (antagligen nuvarande Bohuslän, som på den tiden stod under norskt styre). Så vad vet vi om hur Östersjön förändrats under de senaste 200 åren, speciellt med tanke på lilla istidens slut? Jag tänkte göra en mycket kort återblick på några publicerade, men mycket intressanta, resultat i detta syfte.

Vi spanar lite närmre på artikeln Baltic Sea climate: 200 yr of data on air temperature, sea level variation, ice cover, and atmospheric circulation (Climate Research, januari 2004). En jämförelse mellan 1800-talet och 1900-talet gör skillnaderna dem emellan tydliga. Medeltemperaturen ligger under 1800-talet på 6,3 grader Celcius men stiger något under 1900-talet till 6,7 grader Celcius. Under 1800-talet minskade temperaturen med 0,1 grader Celcius per århundrade medan trenden reverserats till en ökning under 1900-talet till 0,7 grader per århundrade. Detta har självklart påverkat isutbredningen en del. Under 1800-talet hade Östersjön varje vinter en isutbredning på i snitt 235 200 km2 (av 420 000 km2) medan den under 1900-talet hade sjunkt till i snitt 187 100 km2 (här rekommenderar jag också att läsa en känslighetsstudie av Östersjön). Andra variabler, relaterade till klimat och Östersjön, visar på en positivt trend. I den kategorin kan vi, förutom temperatur, placera vattenståndet (påverkas både av atmosfärisk cirkulation och det globala vattenståndet) samt mer västliga vindar (vilket innebär högre temperatur).

Östersjön är placerad mitt mellan två dominerade typer av atmosfärscirkulation. Dels har vi den fuktiga och mildare luften i väster (nordatlantiskt), dels den kalla och torra luften i sydöst (kontinentalt). Båda typerna influerar starkt i Östersjöregionen. Under den lilla istiden var förmodligen den torra och kalla luften ovanligt mycket förekommande och dominerande. Detta bröts i slutet av 1800-talet (1877 för att precisera ett regimskifte). Sedan dess har den mildare luften fått mer spelrum, vilket get något högre temperaturer och påverkat isläggningen. Klimatförändringarna i Östersjön kan delvis förklaras med förändringar i atmosfärsik cirkulation. Slutsats från artikeln:

The study suggests that the increased frequency of anti-cyclonic circulation and westerly wind types have resulted in a slightly warmer climate with reduced seasonal amplitude and reduced ice cover. The increased sea level variation in the Baltic Sea can partly be explained by global rise in sea levels and partly by change in atmospheric circulation. Thereby, we support the hypothesis that the long-term climate change in the Baltic Sea region is at least partly related to changes in the atmospheric circulation.

Artikelförfattarna finner också att 90% av variansen inträffar under en tidsperiod av 15 år. På så sätt kan man därmed får bättre klarhet i mer lågfrekventa variationer genom att filtrera bort bruset som varje individuellt år ger upphov. Då kan man också fråga sig varför man inte istället skall använda 50 år. Helt enkelt därför att de största förändringarna i reducering av variansen sker mellan 1 och 15 år, därefter är det faktiskt ingen större skillnad på om man filtrerar över 15, 30 eller 50 år (50 år ger en reducering på cirka 95% av variansen, vilket inte är så stor skillnad jämfört med 90%).

Under de senaste 200 åren har alltså en övergång från kallare till varmare klimat skett i regionen. En del av detta kan förklaras av förändringar i atmosfärscirkulationen (jag rekommenderar att läsa artikeln för att få detaljerna). Som ett led i detta ökade lufttemperaturen med följden att isutbredningen minskade i Östersjön då lilla istiden avslutades 1877. Studier som denna är viktiga för att förstå på vilka tidsskalor klimatet verkar och vilka naturliga gränser. Förståelsen för den interna variabiliteten är inte så bra förstådd ännu och det är svårt att uppskatta. Utanför Östersjöregionen är det ännu svårare eftersom det där ofta begränsas av korta tidsserier eller diskontinuerliga mätningar (ibland även inhomogena). Vår region ger ett utmärkt tillfälle att försöka komma till rätta med problemet. Men det räcker inte bara med 200 år, vi måste gå ännu längre bakåt i tiden (500, 1000, 2000 år eller mer) eftersom vi har diffus bild av på vilka tidsskalor klimatsystemet verkar. Någonstans måste vi dock börja. Att förstå hur en klimatregim ersätts av en ny (vilket inträffade i slutet av 1800-talet) och hur det ger utslag i de olika klimatologiska variablerna är en väldigt bra start. Från här bygger vi vidare – både framåt och bakåt i tid. Och vi är på god väg.

augusti 15, 2006

Torsk – både handelsvara och klimatindikator

Torskbestånden är idag ett ämne som engagerar många och det väcker många känslor till liv. På grund av utbrett fiske verkar det som om torsken är starkt reducerad vid våra kuster. Vi kan ofta höra på nyheterna om olika fiskekvoter och hur Fiskeriverket ligger i fejd med yrkesfiskarna. Utanför Newfoundland har det sedan ett antal år funnits ett fiskestopp av torsk eftersom beståndet där vart såpass reducerat och svagt att det inte kunnat reproducera sig i närheten av sådan takt som torsken fiskats upp. Trots förbud är återhämtningen ännu, vad jag vet, tämligen blygsam.

Brist på torsk har det inte alltid vart, tvärtom. Torsken är till och med, om man skall vara lite djärv, en av anledningarna till att vår civilisation överlevt och kunnat utforska planeten under flera hundra år. Samtidigt var den en av de saker som tragisk nog underlättade slavhandeln. Insaltad och torkad torsk har fungerat som en sorts stapelvara hos såväl sjöfarare, upptäcksresande och arméer som hos vanligt folk. Ja, till och med hela länders ekonomi och välmående har byggts upp av torskfisket genom tiderna. Island är ett sådant exempel där torskfisket efter andra världskriget i stor utsträckning hjälpt till att dra upp landet från ett hyffsat bakstående land till en modern europeisk stat. Eller som Mark Kurlansky i boken ”Torsk” uttrycker det:

Tack vare torskfisket hade landet på en generation förvandlats från en 1400-talskoloni till en modern efterkrigsnation.

Hur kom det sig att torsk blev så populär och framförallt, vad har torsk med klimatförändringar att göra?

Torsk har alltid funnits i människans diet, där fiskarten vart tillgänglig. Men själva hysterin började på 700-talet då den katolska kyrkan förklarade det möjligt för människor att äta ”kall” föda under fastan, kyrkliga helgdagar och fredagar, då man normalt inte fick äta något alls. ”Kall” föda avser sådant som kommer från havet, medan ”varm” föda, vilket fortfarande var förbjudet under de ovan uppräknade dagarna, består av rött kött (typ nötkött). Ganska snart blev det uppenbart att torsk, framför sill och val, blev folkets favorit bland den ”kalla” födan. Mycket tack vare att torkad och saltad torsk håller sig bättre i längre tid än både sill och valkött. Baskerna från Spaniens nordvästra hörn seglade upp som det dominerande torskhandelsfolket. Genom att kopiera vikingarnas båtkonstruktion samt använda sina gigantiska tillgångar av salt (något som de flesta länder i nordeuropa saknade) begav de sig långt ut på havet; upp till Island och förmodligen också hela vägen bort till Grand Banks utanför Newfoundland där havet var praktiskt taget sprängfyllt med torsk. Baskerna var alltså förmodligen före Columbus att hitta den nya världen (men förmodligen var de inte tidigare än Vikingarna). Det kan för kuriosans skull nämnas att två britter vid namn Thomas Croft och John Jay från Bristol under åren 1480-1481 skickade iväg fartyg till det så kallade Hy-Brasil, vilket var en mytomspunnen ö ute i Atlanten långt väster om Storbritannien. Deras fartyg återvände laddade till bristningsgränsen med torkad torsk. Någonstans hade de fiskat och torkat fisken eftersom de bestämt hävdade att den inte var köpt (det var förbjudet på den tiden att idka handel med icke brittiska handelsmän), och de går inte att torka fisk ombord på däck. Senare har man upptäckt ett brev där Croft och Jay anklagar Columbus för att vara medveten om att han inte var den förste europé att besöka Amerika. Huruvida det stämmer eller ej lär vi aldrig få reda på. I vart fall fortsatte kommersen med torsk ändra fram till våra dagar och den la grunden för kolonisering och expansion, militära kampanjer och upptäcksresor, välmående befolkning och ekonomi. Den historien är allt för lång att dra här dock och jag hänvisar därför för de intresserade till Kurlanskys bok.

En intressant aspekt med torsken är att den är väldigt temperaturkänslig. Dess optimala vattentemperatur är mellan 2-13 grader och för fortplantning vill fisken helst ha mellan 4-7 grader varmt vatten. Under vikingatiden var vattnen kring Grönland tillräckligt varma för att torsken skulle trivas där och man vet att fisken var en viktig del av de nyanlända grönländarnas kost. Efter en tid började dock fisket bli sämre, vilket kunde kopplas till att vattnet blev kallare. Samtidigt började isarna växa och isberg blev allt vanligare kring Grönlands sydspets. Torskbeståndet förflyttade sig söderut allt eftersom temperaturen sjönk. Under 1400-talet var det riktigt illa för den lilla kolonin på Grönland, såpass illa att den utraderades. Mycket på grund av den ökande kylan men också den alltjämt ökande bristen på föda, däribland torsk. Vattnet förblev kallt kring Grönland och det var inte förren 1930-talet som varmare vatten återigen började strömma in i området. Med den ökade temperaturen kom torsken tillbaka. Under 1933 fanns torskbeståndet hela vägen upp till 72 grader nord, och så bestod det fram till 1950-talet. Därefter blev vattnen kallare igen och torsken försvann. Nu har det kanske inte påverkat fiskeriindustrin i särskilt stor utsträckning eftersom de flesta fiskeriverksamheterna bedrevs en bra bit söder om Grönland. Men även söderut (och österut mot Island) kom problem.

Färöarna var en viktig utpost för torskfisket. Kring öarna fanns det rikligt med fisk. Men när lilla istiden blev allt mer påtagligt försämrades villkoren även här. Vissa år, exempelvis 1625 och 1629, var totala katastrofår för fisket. Under den allra värsta tiden av Maunderminimat (cirka 1645-1715) försvann torsken under långa tidsperioder. Så skedde exempelvis efter 1675. Shetlandsöarna, som ligger söder om Färöarna, drabbades också påtagligt av kraftigt minskade torskbestånd. Läget i området skulle inte förbättras förren under första hälften av 1800-talet. Grovt kan man säga att torsken nästan försvann helt och hållet mellan åren 1600-1830 i området, vilket sammanfaller med den period då lilla istiden var som allra kallast. För Islands del kollapsade torskfisket nästan helt under denna period. Så sent som 1756 omgavs Island av is i trettio veckor, vilket pekar på att torsken förmodligen hade flytt området. Vänder vi blickarna mot Norge var torskfisket väldigt begränsat under 1600-talet då vattentemperaturen understeg 2 grader i perioder av 20-30 år.

Uppenbarligen visar torskbeståndens spridning genom tiderna att temperaturen förändrats kraftigt (vilket inte är någon nyhet). Det finns nedtecknat en hel del om fångster i journaler lite här och var. En ordentlig genomgång av dem skulle kanske kunna ge ytterligare värdefull information beträffande klimatets variabilitet under lilla istiden, och om inte annat om torsken i sig. Precis som trädringar och nermalda bisontänder visar klimatförändringar kan också protokoll över torskfångst göra det. Dock får man hålla i minnet att det inte är en bra källa att använda sig av för dagens klimat då beståndet är såpass kraftigt påverkat av utfiskning. Men det är inte heller det viktiga! Det viktiga är att förstå hur klimatet har varierat och i vilken utsträckning det har gjort det. För om vi förstår historien kan vi också försöka förstå oss på framtiden.

Nästa sida »

Blogga med WordPress.com.