In het begin van de 20e eeuw gebeurde er iets vreemds in de oceanen. De Noord-Atlantische Oceaan en de Noordoostelijke Stille Oceaan leken twee keer zoveel op te warmen als het wereldwijde gemiddelde, terwijl de Noordwestelijke Stille Oceaan gedurende tientallen jaren afkoelde.

Atmosferische en oceanische modellen hadden moeite om rekening te houden met deze verschillen in temperatuurveranderingen, wat leidde tot een mysterie in de klimaatwetenschap:waarom warmden en koelden de oceanen in het begin van de 20e eeuw met zulke verschillende snelheden?

Nutsvoorzieningen, onderzoek van de Harvard University en het Britse National Oceanography Centre wijst op een antwoord dat even alledaags is als een decimale puntafknotting en even ingewikkeld is als mondiale politiek. deel geschiedenis, deels klimaatwetenschap, dit onderzoek corrigeert tientallen jaren aan gegevens en suggereert dat de opwarming van de oceaan op een veel homogenere manier plaatsvond.

Het onderzoek is gepubliceerd in Natuur .

Mensen meten en registreren al eeuwen de temperatuur van het zeeoppervlak. De temperatuur van het zeeoppervlak hielp zeilers hun koers te verifiëren, vinden hun weg, en voorspel stormachtig weer.

Tot de jaren 60, de meeste metingen van de temperatuur van het zeeoppervlak werden gedaan door een emmer in de oceaan te laten vallen en de temperatuur van het water binnenin te meten.

De National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) en het National Center for Atmospheric Research (NCAR) van de National Science Foundation houden een verzameling temperatuurmetingen van het zeeoppervlak bij die dateren uit het begin van de 19e eeuw. De database bevat meer dan 155 miljoen waarnemingen van visserij, handelaar, onderzoeks- en marineschepen van over de hele wereld. Deze waarnemingen zijn van vitaal belang voor het begrijpen van veranderingen in de temperatuur van het oceaanoppervlak in de loop van de tijd, zowel natuurlijk als antropogeen.

Ze zijn ook een statistische nachtmerrie.

Hoe vergelijk je, bijvoorbeeld, de afmetingen van een Brits oorlogsschip uit 1820 tot een Japans vissersvaartuig uit 1920 tot een Amerikaans marineschip uit 1950? Hoe weet je wat voor emmers er zijn gebruikt, en hoeveel werden ze opgewarmd door zonneschijn of gekoeld door verdamping terwijl ze werden bemonsterd?

Bijvoorbeeld, een canvas emmer die drie minuten op een dek staat onder typische weersomstandigheden kan 0,5 graden Celsius meer afkoelen dan een houten emmer gemeten onder dezelfde omstandigheden. Aangezien de opwarming van de aarde in de 20e eeuw ongeveer 1 graad Celsius was, de vooroordelen die gepaard gaan met verschillende meetprotocollen vereisen een zorgvuldige boekhouding.

"Er zijn gigabytes aan gegevens in deze database en elk stuk heeft een eigenzinnig verhaal, zei Peter Huybers, Professor in Earth and Planetary Sciences en Environmental Science and Engineering aan de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) en senior auteur van het artikel. "De gegevens zitten vol eigenaardigheden."

Er is veel onderzoek gedaan om deze eigenaardigheden te identificeren en aan te passen. In 2008, bijvoorbeeld, onderzoekers ontdekten dat een stijging van 0,3 graden Celsius in de temperatuur van het zeeoppervlak in 1945 het resultaat was van metingen uit de inlaat van de machinekamer. Zelfs met deze correcties echter, de gegevens zijn verre van perfect en er zijn nog steeds onverklaarbare veranderingen in de temperatuur van het zeeoppervlak.

In dit onderzoek, Huyber en zijn collega's stelden een alomvattende aanpak voor om de gegevens te corrigeren, met behulp van een nieuwe statistische techniek die metingen van nabijgelegen schepen vergelijkt.

"Onze aanpak kijkt naar de verschillen in metingen van de zeeoppervlaktetemperatuur van verschillende groepen schepen wanneer ze dichtbij passeren, binnen 300 kilometer en twee dagen van elkaar, " zei Duo Chan, een afgestudeerde student aan de Harvard Graduate School of Arts and Sciences en eerste auteur van het artikel. "Door deze aanpak te gebruiken, we vonden 17,8 miljoen in de buurt van kruisingen en identificeerden enkele grote vooroordelen in sommige groepen."

De onderzoekers richtten zich op gegevens van 1908 tot 1941, uitgesplitst naar het land van herkomst van het schip en de "dekken, " een term die voortkomt uit het feit dat mariene observaties werden opgeslagen met behulp van ponskaarten. Eén kaartspel bevat observaties van zowel Robert Falcon Scott's als Ernest Shackleton's reizen naar Antarctica.

"Deze gegevens hebben een lange reis gemaakt van de originele logboeken naar het moderne archief en er zijn moeilijke keuzes gemaakt om de beschikbare informatie op ponskaarten of een beheersbaar aantal magneetbandspoelen te passen, " zei Elizabeth Kent, een co-auteur van het UK National Oceanography Centre. "We hebben nu zowel de methoden als de computerkracht om te onthullen hoe die keuzes de gegevens hebben beïnvloed, en kies ook vooroordelen als gevolg van variaties in de observatiepraktijk door verschillende landen, brengt ons dichter bij de echte historische temperaturen."

De onderzoekers vonden twee nieuwe hoofdoorzaken van de opwarmingsverschillen in de noordelijke Stille Oceaan en de Noord-Atlantische Oceaan.

De eerste had te maken met veranderingen in Japanse records. Vóór 1932, de meeste records van de temperatuur van het zeeoppervlak van Japanse schepen in de noordelijke Stille Oceaan waren afkomstig van vissersvaartuigen. Deze gegevens, verspreid over verschillende dekken, werd oorspronkelijk opgenomen in hele graden Fahrenheit, vervolgens omgerekend naar Celsius, en tenslotte afgerond op tienden van een graad.

Echter, in de aanloop naar de Tweede Wereldoorlog, steeds meer Japanse lezingen kwamen van marineschepen. Deze gegevens werden op een ander dek opgeslagen en toen de Amerikaanse luchtmacht de verzameling digitaliseerde, ze hebben de gegevens ingekort, het afhakken van de tienden van een graad en het opnemen van de informatie in hele graden Celsius.

Niet-erkende effecten van afknotting verklaren grotendeels de snelle afkoeling die blijkt uit de voorgaande schatting van de oppervlaktetemperaturen van de Stille Oceaan tussen 1935 en 1941, zei Huybers. Na correctie voor de bias geïntroduceerd door truncatie, de opwarming in de Stille Oceaan is veel gelijkmatiger.

Hoewel Japanse gegevens de sleutel vormen tot opwarming in de Stille Oceaan in het begin van de 20e eeuw, het zijn Duitse gegevens die de belangrijkste rol spelen bij het begrijpen van de temperatuur van het zeeoppervlak in de Noord-Atlantische Oceaan gedurende dezelfde tijd.

Aan het eind van de jaren twintig, Duitse schepen begonnen met het verstrekken van een meerderheid van de gegevens in de Noord-Atlantische Oceaan. De meeste van deze metingen worden verzameld in één dek, die, in vergelijking met metingen in de buurt, aanzienlijk warmer is. Wanneer aangepast, de opwarming in de Noord-Atlantische Oceaan wordt geleidelijker.

Met deze aanpassingen de onderzoekers ontdekten dat de opwarmingssnelheden in de noordelijke Stille Oceaan en de Noord-Atlantische Oceaan veel meer op elkaar lijken en een opwarmingspatroon hebben dat dichter in de buurt komt van wat zou worden verwacht van stijgende broeikasgasconcentraties. Echter, discrepanties blijven bestaan ​​en de algehele opwarmingssnelheid die in de metingen wordt gevonden, is nog steeds sneller dan voorspeld door modelsimulaties.

"De resterende mismatches benadrukken het belang van het blijven onderzoeken hoe het klimaat door straling is gedwongen, de gevoeligheid van het klimaat, en zijn intrinsieke variabiliteit. Tegelijkertijd, we moeten doorgaan met het doorzoeken van de gegevens - door middel van datawetenschap, historisch speuren, en een goed fysiek begrip van het probleem, Ik wed dat er nog meer interessante functies zullen worden ontdekt, ’, aldus Huybers.