Een analyse van het zogenaamde klimaatspectrum laat zien waarom de ijstijden zich niet precies hebben gedragen zoals de modellen voorspellen. Een groot element van toeval is betrokken wanneer een ijstijd begint of eindigt, blijkt uit de analyse. Peter Ditlevsen van Physic of Ice, Klimaat en aarde aan het Niels Bohr Instituut, De Universiteit van Kopenhagen zegt dat de resultaten impliceren dat we misschien een meer conservatieve risicobeoordeling moeten gebruiken dan de IPCC aanbeveelt. Het resultaat is nu gepubliceerd in Klimaatdynamiek .

Als we het toekomstige klimaat voorspellen, het is belangrijk om het klimaat van het verleden te begrijpen. Wij doen. Grotendeels. Sommige details zijn nog discutabel.

Een voorbeeld daarvan zijn de periodiciteiten van ijstijden, dat wil zeggen:hoe ijstijden komen en gaan. Dit wordt beschreven in een theorie ontwikkeld door onder meer de astronoom Milankovitch in de jaren twintig van de vorige eeuw. De theorie beschrijft wiskundig hoe binnenkomende straling van de zon in de loop van de tijd varieert, omdat de baan van de aarde rond de zon elliptisch is en onze dierbare planeet wiebelt als een tol.

Al met al leiden deze kleine verschillen tot continue veranderingen in de hoeveelheid licht en warmte die de polen bereikt in een cyclus van 40.000 jaar en zo het klimaat in en uit ijstijden en interglacialen dwingt.

IJstijden moeilijk te voorspellen

De theorie is goed, maar het verklaart niet alles. De periodiciteit van ijstijden is niet zo nauwkeurig geweest als de theorie zou aangeven. Waarom is dat? Komt het door ruis in het systeem - dat zijn toevalligheden, die het algemene mechanisme overschaduwen, of zijn de inconsistenties te wijten aan problemen met het model? Over de vraag is lang gediscussieerd.

Nu klimaatwetenschapper van het TiPES-project, Peter Ditlevsen van Physics of Ice, Klimaat en aarde aan het Niels Bohr Instituut, Universiteit van Kopenhagen en collega's Takahito Mitsui van de Universiteit van Tokyo en Michel Crucifix van UCLouvan in België betogen dat toeval een grote rol speelt.

In hun krant "Crossover en pieken in het Pleistoceen klimaatspectrum; begrip van eenvoudige ijstijdmodellen, " vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Klimaatdynamiek , ze documenteren dat het klimaatsysteem chaotischer is dan het model aangeeft. Een groot aantal toevalligheden lijken de ijstijden te verdringen van de voorspellingen van de theorie.

De invloed van toeval

Met andere woorden:de theorie is goed, maar een grote hoeveelheid ruis kan het effect van de astronomische variaties gedeeltelijk tenietdoen.

Het is een analyse van het zogenaamde klimaatspectrum dat tot deze conclusie heeft geleid. Het klimaatspectrum wordt berekend op basis van waargenomen schommelingen in het klimaat uit het verleden. Het laat zien hoe een reeks verschillende processen het klimaat beïnvloeden:stijgende en dalende hoeveelheden CO ₂ , stijgende en dalende hoeveelheden energie van de zon, stijgende en dalende hoeveelheden geologische activiteit enzovoort.

Sommige van deze veranderingen komen en gaan in korte tijd, andere fluctueren over langere perioden. Dat is, sommige hebben een hoge frequentie, andere een lagere frequentie. Samen verklaren ze de variatie, het klimaat heeft gedurende miljoenen jaren standgehouden.

In de nieuwe analyse wordt het klimaatspectrum vergeleken met de verwachtingen van verschillende modellen van ijstijdvariaties. Uit de analyse blijkt dat het klimaat inderdaad het resultaat is van een reeks van dergelijke onderliggende periodieke processen, maar ook van een grote hoeveelheid achtergrondgeluid die niet periodiek is. Dat betekent dat toevalligheden een grote rol spelen bij klimaatveranderingen.

Omslagpunten zijn misschien ook moeilijker te voorspellen - met dit resultaat kunnen we beter begrijpen, hoe ijstijden komen en gaan. Maar we zien ook, dat het klimaatsysteem abrupt en onvoorspelbaar kan reageren op invloeden van buitenaf, zoals onze huidige uitstoot van kooldioxide. Dat betekent dat het misschien moeilijk is om te berekenen of - of wanneer we een omslagpunt in het klimaatsysteem bereiken. En we moeten misschien een meer conservatieve risicobeoordeling toepassen dan de IPCC aanbeveelt, zegt Peter Ditlevsen.

Als een omslagpunt wordt bereikt, zal het aardse systeem onomkeerbaar in een andere toestand veranderen.

Dit werk maakt deel uit van het TiPES-project. TiPES is een Europese wetenschappelijke samenwerking gefinancierd door de EU Horizon 2020, proberen het begrip van kantelpunten in het klimaatsysteem te vergroten en de basis voor politieke besluitvorming over klimaatkwesties te verbeteren.