211service.com
Middeleeuwse opwarming van de aarde
Zeshonderd jaar geleden was de wereld warm. Of misschien niet. Wat is de waarheid? Pas op. Deze vraag is onlangs verheven van een louter wetenschappelijk dilemma tot een van de hete (of koude) kwesties van de moderne politiek. Als je pleit voor het verkeerde antwoord, loop je het risico te worden gebrandmerkt als een liberale alarmist of een conservatieve neanderthaler. Of misschien verlies je je baan.
Zes redacteuren hebben onlangs ontslag genomen bij het tijdschrift Klimaatonderzoek vanwege dit probleem. Hun misdaad: publicatie van het artikel Proxy Climatic and Environmental Changes of the Past 1,000 Years, door W. Soon en S. Baliunas van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Zonder een oordeel te vellen over dit specifieke papier, kan ik er toch op wijzen dat onze tijdschriften vol staan met slechte papieren. Als redacteuren elke keer dat ze er een publiceerden zouden worden ontslagen, zouden ze binnen een maand of twee zonder werk zitten. Wat de situatie van Soon en Baliunas anders maakte, is dat hun krant enorme aandacht trok. En dat komt omdat het twijfel op de hockeystick wierp.
Als je niet weet wat de hockeystick is, zoek dan op Google, inclusief het woord klimaat. Je zult leren dat het de bijnaam is voor een opmerkelijke grafiek die een uithangbord is geworden voor de milieubeweging. De plot, gepubliceerd door M. Mann en collega's in 1998 en 1999, toonde aan dat het klimaat op het noordelijk halfrond 900 jaar opmerkelijk constant was geweest totdat het ongeveer 100 jaar geleden plotseling begon op te warmen - precies rond de tijd dat menselijk gebruik van fossiele brandstoffen begonnen het kooldioxidegehalte in de atmosfeer te verhogen. De algemene vorm van de bocht leek op een hockeystick die op zijn rug lag - een recht stuk met een plotselinge buiging naar boven aan het einde.
De hockeystick werd van een wetenschappelijk complot veranderd in het meest gereproduceerde beeld van de discussie over de opwarming van de aarde. Onderstaande versie komt uit het invloedrijke rapport uit 2001 van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Alleen al in het samenvattende deel verschijnt het hockeystickcijfer vijf keer.
Al snel kreeg de grafiek een zeer effectieve soundbite: 1998 was het warmste jaar in de afgelopen duizend jaar . Dit bracht een overtuigende conclusie met zich mee: de opwarming van de aarde is echt; mensen zijn de schuldige; we moeten iets doen - opschieten en het Kyoto-verdrag ratificeren over de beperking van de uitstoot van fossiele brandstoffen. Toch drongen sommige wetenschappers aan op voorzichtigheid, een langzame aanpak. Zoals een wijs man ooit waarschuwde, laat het louter urgente niet in de weg staan van het echt belangrijke.
Daar was een kleine wetenschappelijke fout. De hockeystick was in tegenspraak met eerder werk dat had geconcludeerd dat er een middeleeuwse warme periode was geweest. In feite was het het niet eens met een plot dat tien jaar eerder door het IPCC zelf was gepubliceerd (in zijn rapport uit 1990) dat uitgesproken warme temperaturen liet zien van de jaren 1000 tot 1400.
Dergelijke inconsistenties komen veel voor in de wetenschap, en wetenschappers zijn er dol op. Ze betekenen meer werk, misschien een beetje publieke aandacht (wat de financiering niet kan schaden), en de opwinding die gepaard gaat met de inspanning om onzekerheid op te lossen. De krant Soon en Baliunas maakte deel uit van dit proces. Hun paper presenteerde alle gegevens in het voordeel van de middeleeuwse warme periode.
Het debat groeide. Critici van Soon en Baliunas beweerden dat hun paper niet in evenwicht was; omdat het bestond uit een compilatie van gegevens die de opwarming op verschillende locaties op verschillende tijdstippen lieten zien, ging de kritiek, het werk was geen geldige weerlegging van de hockeystick-analyse, die een veel grotere set gegevens had gecombineerd. Dat was een terechte zorg, maar het betekende niet noodzakelijk dat de resultaten van Soon en Baliunas moesten worden genegeerd. Het betekende gewoon dat de kwestie nog steeds open stond.
Ondertussen hekelden critici Klimaatonderzoek voor het naar verluidt niet goed doorlichten van de Soon en Baliunas-papieren. De uitgever, een Duits bedrijf genaamd Inter-Research, stemde hiermee in, wat leidde tot het ontslag van de hoofdredacteur van het tijdschrift en uiteindelijk vijf andere redacteuren.
Toen werd de situatie vorige maand nog complexer. S. McIntyre en R. McKitrick publiceerden een paper in Energie en milieu met een gedetailleerde kritiek op het originele hockeystickwerk. Ze stelden botweg dat de originele Mann-papieren sorteerfouten, ongerechtvaardigde inkortingen van extrapolatie van brongegevens, verouderde gegevens, geografische locatiefouten, onjuiste berekeningen van hoofdcomponenten en andere kwaliteitscontrolefouten bevatten. Bovendien, toen ze deze fouten corrigeerden, kwam de middeleeuwse warme periode sterk terug. Mann et al. waren het daar niet mee eens. Ze plaatsten meteen een reactie op het web, met hun kritiek op de analyse van McIntyre en McKitrick.
Het meningsverschil is niet politiek; het meeste komt voort uit geldige kwesties met betrekking tot natuurkunde en wiskunde. Eerst de natuurkunde. Een nauwkeurige thermometer werd pas in 1724 uitgevonden (door Fahrenheit), en vóór de jaren 1900 bestonden er geen goede wereldwijde records. Voor eerdere tijdperken zijn we afhankelijk van indirecte schattingen die proxies worden genoemd. Deze omvatten de breedte van boomringen, de verhouding van zuurstofisotopen in gletsjerijs, variaties in soorten microscopisch kleine dieren die vastzitten in sediment (verschillende soorten gedijen bij verschillende temperaturen), en zelfs historische gegevens over havensluitingen door ijs. Natuurlijk reageren deze proxy's ook op andere weerselementen, zoals regenval, bewolking en stormpatronen. Bovendien zijn de meeste proxy's gevoelig voor lokale omstandigheden, en extrapoleren naar het mondiale klimaat kan gevaarlijk zijn. Kies de verkeerde proxy's en je krijgt het verkeerde antwoord.
De rekenvragen hebben betrekking op de procedures voor het combineren van datasets. Mann gebruikte een bekende benadering die principe-componentenanalyse wordt genoemd. Deze methode haalt uit een set proxyrecords het gedrag dat ze gemeen hebben. Het kan gevoeliger zijn dan alleen het middelen van gegevens, omdat het doorgaans niet-globale variaties onderdrukt die in slechts enkele records voorkomen. Maar om het te gebruiken, moeten de proxyrecords op dezelfde tijdstippen worden bemonsterd en dezelfde lengte hebben. De gegevens waarover Mann en zijn collega's beschikten, waren dat niet, dus moesten ze worden gemiddeld, geïnterpoleerd en geëxtrapoleerd. Dat vereiste subjectieve oordelen die - helaas - de conclusies hadden kunnen vertekenen.
Toen ik de Mann-papers in 1998 voor het eerst las, was ik teleurgesteld dat ze dergelijke systematische vooroordelen niet in veel detail bespraken, vooral omdat hun conclusies de middeleeuwse warme periode introkken. In de meeste wetenschapsgebieden worden onderzoekers die de meeste twijfel aan zichzelf uiten en die hun conclusies onderschatten, het meest gerespecteerd. Wetenschappers beschouwen met minachting degenen die hun conclusies voor de pers spelen. Ik maakte me vanaf het begin zorgen over de hockeystick. Toen ik mijn boek over paleoklimaat schreef (gepubliceerd in 2000), nam ik aanvankelijk de hockeystickgrafiek op in het inleidende hoofdstuk. In het tweede ontwerp heb ik de figuur gesneden, hoewel ik een verwijzing heb achtergelaten. Ik vertrouwde het niet genoeg.
Het artikel van vorige maand van McIntyre en McKitrick riep relevante vragen op. Ze hadden (door Mann) toegang gekregen tot details van het werk die niet publiekelijk beschikbaar waren. Onafhankelijke analyse en (indien mogelijk) onafhankelijke datasets zijn uiteindelijk de scheidsrechter van de waarheid. Dit is precies de manier waarop de wetenschap zou moeten, en meestal gaat, te werk gaan. Dat is de reden waarom Nobelprijzen vaak één tot drie decennia nadat het werk is voltooid, worden toegekend om fouten te voorkomen. De waarheid is niet gemakkelijk te vinden, maar een langzaam proces is het enige dat betrouwbaar werkt.
Het was jammer dat veel wetenschappers de hockeystick onderschreven voordat deze kon worden onderworpen aan de vervelende herziening van de tijd. Ironisch genoeg lijkt het erop dat deze wetenschappers het onderzoek hebben overgeslagen juist omdat de resultaten zo belangrijk waren.
Laat me duidelijk zijn. Mijn eigen lezing van de literatuur en studie van het paleoklimaat suggereert sterk dat koolstofdioxide afkomstig van de verbranding van fossiele brandstoffen de grootste vervuiler in de menselijke geschiedenis zal blijken te zijn. Het zal waarschijnlijk ernstige en schadelijke gevolgen hebben voor het mondiale klimaat. Ik zou graag geloven dat de resultaten van Mann et al. correct zijn, en dat de afgelopen jaren de warmste in een millennium waren.
Liefde om te geloven? Mijn eigen woorden doen me huiveren. Ze triggeren het instinct van mijn wetenschapper tot voorzichtigheid. Als een conclusie aantrekkelijk is, kom ik in de verleiding om mijn normen te verlagen, om slordig werk te doen. Maar dat is niet de weg naar de waarheid. Als de conclusies aantrekkelijk zijn, moeten we extra voorzichtig zijn.
Het publieke debat maakt dat niet gemakkelijk. Politieke journalisten zijn erin gesprongen, met discussies niet alleen over de wetenschap, maar ook over de politieke achtergronden van de wetenschappers en hun mogelijke vooroordelen uit financieringsbronnen. Wetenschappers hebben ook zelf schuld. Sommigen vinden roem en glorie, en zelfs het gevoel dat ze belangrijk zijn. (Dat is opmerkelijk zeldzaam in de wetenschap.) We vervallen in ad hominem-tegenaanvallen. Bekritiseer de hockeystick en sommige collega's lijken te denken dat je een politieke agenda hebt - ik heb dit zelf ontdekt. Accepteer de hockeystick en anderen beschuldigen je van onkritisch denken.
Er zijn ook terechte zorgen van politici die tijdig beslissingen moeten nemen. In 1947 ergerde Harry Truman zich zo aan de uitspattingen van economen dat hij grapte dat hij een eenarmige adviseur wilde - die zijn conclusies daarentegen niet kon afdekken met de uitdrukking.
Sommige mensen denken dat de wetenschap gediend is met een open debat tussen linkshandige en rechtshandige pleitbezorgers, net als in de politiek. Maar de geschiedenis van de wetenschap laat zien dat het het beste kan worden gedaan door mensen die elk twee handen hebben. Presenteer de resultaten met de nodige voorzichtigheid en sta erop dubbelzinnig te zijn. Laat het aan de president en zijn adviseurs over om beslissingen te nemen op basis van onzekere conclusies. Overdrijf de resultaten niet. Gebruik beide handen. We kunnen het ons niet veroorloven onze normen te verlagen alleen maar omdat het probleem zo urgent is.