Sådan afgør forskerne, om klimaforandringer er skyld i ekstreme vejrfænomener

De menneskeskabte klimaforandringer er en realitet. Det er slået fast af verdens klimaforskere.

Man kan også ofte læse, at de menneskeskabte klimaforandringer forværrer eller øger sandsynligheden for ekstreme vejrfænomener såsom de raserende skovbrande i Australien, hedebølger i Europa og afsmeltningen af Arktis.

Men hvornår og hvordan kan klimaforskere vide, om ekstreme vejrfænomener skyldes klimaforandringer?

Det kan du blive klogere på i denne artikel.

LÆS OGSÅ: 99,99 procent sikkert, at global opvarmning er menneskeskabt

Handler om statistik

Der er flere måder, man kan undersøge koblingen på, fortæller Peter Langen, der er klimaforsker på DMI, til Videnskab.dk.

»I bund og grund handler det om at stille spørgsmålet: ‘Med hvilken sandsynlighed ville den her hændelse - det kan være en hedebølge - optræde, hvis der ikke var klimaforandringer?'« siger han.

Man skal selvfølgelig have en forståelse af fysikken bag en given hændelse. For eksempel hvilke lokale og globale mekanismer, der kombineret med atmosfæriske processer skaber en hedebølge.

Men overordnet set handler det om statistik, forklarer Peter Langen.

Når man har forståelse af fysikken, handler det nemlig grundlæggende om at kigge på data - altså en helt masse tal om temperaturer, vindstyrke, nedbør og så videre - og sammenligne forskellig data.

På baggrund af dataet handler det om at regne sig frem til sandsynligheden for, at en ekstrem vejrhændelse - som en hedebølge - kan kobles til klimaforandringerne.

For at man kan lave den kobling, vil man som oftest skulle påvise sandsynligheden med såkaldt statistisk signifikans - en vedtaget grænse for sandsynligheden af, at et resultat kan være fremkommet ved en tilfældighed.

Statistisk signifikans kan eksempelvis ligge på 95 procent, men det kan være forskelligt, hvilke standarder man har.

LÆS OGSÅ: Hvad er P-værdi, og hvad betyder statistisk signifikans?

To veje at gå

Data får man gennem observationer fra alverdens meteorologiske måleværktøjer som termometre, regnmålere, trykmålere, vindmålere og så videre.

Hvis man ikke har data fra en hændelse, kan man ikke rigtig undersøge den. Hvis man for eksempel ikke har præcise tal fra mængden af nedbør i Namibia, kan man ikke undersøge en eventuel tørke i landet.

Hvis man til gengæld har nok observationsdata fra en vejrhændelse, til at man kan undersøge den, er der to veje at gå, fortæller Peter Langen.

1. Man kan se på direkte observationsdata og sammenligne dem med andet data fra samme sted, inden de menneskeskabte klimaforandringer indtraf. For eksempel omfanget af skovbrand i Sydøstasien eller Amazonas.
2. Man kan konstruere klimamodeller, der giver et billede af hændelsen med effekterne fra før og efter de menneskeskabte klimaforandringer indtraf.

Lad os dykke ned i de to metoder.

LÆS OGSÅ: Forsker afliver 5 myter om klimaforandringerne

Direkte observationer kræver god data

Hvis man ikke bruger klimamodeller, men laver sin undersøgelse direkte fra observationsdata, kræver det, at man har virkelig gode observationer over lang tid, fortæller Peter Langen.

Lad os sige, at man vil undersøge, om sandsynligheden for en hedebølge i Danmark kan kobles til de menneskeskabte klimaforandringer.

Her ville det kræve, at man har observationsdata fra præcis det samme sted - det kunne være Kongens Nytorv - fra en periode på minimum 30 år, fra engang inden de menneskeskabte klimaforandringerne indtraf. Dette kalder man for en kontrolperiode.

Kontrolperioden undersøges så for sammenlignelige hændelser - hvis det er en hedebølge, der finder sted om sommeren, vil man eksempelvis undersøge temperaturerne fra Kongens Nytorv i sommermånederne i kontrolperioden.

Man kan med andre ord se på, hvor statistisk sikkert det er, at en hedebølge er fremkommet på samme måde i løbet af kontrolperiodens 30 år. Her handler det igen om at kunne påvise det med statistisk signifikans.

Hvis der i kontrolperiodens observationer, altså fra før de menneskeskabte klimaforandringer, samlet set kun er 1 procents sandsynlighed for, at der skulle komme en hedebølge , kan man med 99 procent sikkerhed konkludere, at hedebølgen i nutiden er sket på grund af klimaforandringer.

»Du vil aldrig nogensinde se en forsker lave koblingen (mellem vejret og klimaforandringerne, red.) med 100 procents sikkerhed, fordi det handler om statistik,« påpeger Peter Langen.

Ulempen ved metoden her er, at det ofte er meget sjældent, at man har god og sammenlignelig data fra præcis det samme sted - især når det handler om at undersøge ekstreme vejrhændelser, der jo i sin natur er meget sjældne.

LÆS OGSÅ: Hvad styrer vores klima?

To 'virkeligheder' sammenlignes i klimamodeller

Hvis man ikke har observationer, der kan sammenlignes, fra det samme sted over hundreder af år, kan man kaste sig over at genskabe hændelsen i en klimamodel.

Denne metode er faktisk ret ligetil, forklarer Friederike Otto, der er lektor og klimaforsker ved University of Oxford, til Videnskab.dk.

Friederike Otto er tilknyttet organisationen World Weather Attribution, der netop bruger denne metode i deres arbejde med at lave analyser af ekstreme vejrfænomener, mens de sker - eller ikke al for lang tid efter, de er sket.

»Man kan sige, at det, vi gør, er at sammenligne to verdener eller virkeligheder,« siger hun.

»Hver hændelse er naturligvis unik, og der er aldrig én årsag til, at et vejrfænomen opstår. Men vi kan rekonstruere langt de fleste vejrfænomener i klimamodeller,« forklarer Friederike Otto.

LÆS OGSÅ: Sådan er klimamodeller skruet sammen

Det vil sige, at når en hedebølge hærger i Danmark, så vil forskerne kunne genskabe hændelsen i en eller flere klimamodeller. Dette er den ene ‘virkelighed’, som forskerne arbejder med.

Den anden ‘virkelighed’, forskerne arbejder med, er en variant af den samme klimamodel, men hvor forskerne har lavet en række justeringer, så modellerne passer med tiden, inden de menneskeskabte klimaforandringer indtraf.

Man kunne for eksempel:

• skrue niveauet af CO₂ i atmosfæren ned til 280 ppm (dele pr. million), som den var i tiden, inden de menneskeskabte klimaforandringer fandt sted
• skrue temperaturen cirka én grad ned
• skrue luftfugtigheden ned, så den svarer til temperaturen

Men der er mange variabler at skrue på, og det kan være forskelligt, hvad man gør, understreger Peter Langen.

Når man har de to ‘virkeligheder’ (med og uden klimaforandringerne), kan de sammenlignes, og man kan - igen ved hjælp statistiske analyser - regne sig frem til, hvor sandsynligt det ville være, at hedebølgen ville være sket, hvis der ikke var klimaforandringer.

Igen handler det om at kunne påvise det med statistisk signifikans - altså som minimum 95 procents sikkerhed.

LÆS OGSÅ: Forstå, hvorfor klimaforandringer skaber ekstremt vejr

Kombination af begge metoder giver bedste resultat

De to metoder, direkte observationer og klimamodeller, har hver især sine styrker og svagheder, men man får altid det bedste resultat, hvis man kan kombinerer de to metoder.

Derfor giver det ikke mening at sige, hvilken der er bedst, påpeger Peter Langen.

Hvor gode og retvisende analyserne er kommer i sidste ende an på, hvor god observationsdataet er.

Derfor er det også sværere at lave koblingen mellem ekstreme vejrfænomener og klimaforandringer i nogle områder og under nogle hændelser end andre.

»Det meget nemmere at lave præcise analyser af en hedebølge i Europa end af en tørke i Østafrika,« forklarer Friederike Otto.

Det skyldes, at man har mere data fra ‘gamle dage’, inden de menneskeskabte klimaforandringer indtraf, i Europa end Østafrika eksempelvis.

»Nogle vejrfænomener er også mere avancerede end andre. De skovbrande, vi er vidner til i Australien, er eksempelvis meget mere komplekse end ekstreme tilfælde af varme eller regn,« tilføjer hun.

På trods af det er World Weather Attribution og Friederike Otto undervejs med en analyse af, hvordan de raserende skovbrande i Australien kan knyttes til klimaforandringerne.

De håber på at have analysen klar i slutningen af januar.

LÆS OGSÅ: Skal vi kalde klimaforandringer for 'klimakrise'?

LÆS OGSÅ: Forskere advarer mod 'dominoeffekt' af klimaforandringer

LÆS OGSÅ: Det bliver varmere og varmere: Jorden har netop oplevet den varmeste juni nogensinde målt