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ホッケースティック グラフは、気候代理記録に基づく定量的な気候再構築によって示された、過去 500 年から 2000 年までの地球または半球の平均 気温記録を示します。これらの再構築では、20 世紀に緩やかな長期寒冷化傾向が比較的急速な温暖化に変化し、 2000 年までの計測温度記録がそれ以前の気温を上回ったことが一貫して示されています。
ホッケースティックグラフという用語は、気候学者ジェリー・マールマンがマン、ブラッドリー、ヒューズ1999年（MBH99）再構築で示されたパターンを説明するために普及した。これは、比較的平坦で、1900年まで下降傾向にあるグラフをアイスホッケースティックの「シャフト」を形成し、その後「ブレード」部分に対応する急激で安定した増加が続くことを想定している。[1] [2]この再構築は、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の報告書で地球温暖化の証拠として取り上げられている。この再構築をめぐる議論は、気候科学に疑問を投げかけようとする化石燃料産業が資金提供しているロビー団体によって取り上げられている。[3]
古気候学は19世紀に遡り、湖底の氷縞や樹木の年輪を調べて局所的な気候変化を追跡するという概念は1930年代に提案されました。[ 4] 1960年代、ヒューバート・ラムは歴史的文書とイングランド中部の気温記録から一般化して、 900年から1300年頃の中世温暖期とその後の小氷期を提唱しました。これは、中世の温暖化が世界規模ではなかった可能性があるという警告とともに、1990年のIPCC第一次評価報告書に掲載された「概略図」の基礎となりました。過去数世紀の気温記録を定量的に推定するための指標の使用が開発され、1990年代後半までに、いくつかの競合する気候学者チームが、最近の温暖化が例外的であったという兆候を発見しました。ブラッドリーとジョーンズは1993年に「コンポジット・プラス・スケーリング」（CPS）法を導入したが、この方法は2009年現在でもほとんどの大規模再構築で使用されている。[5] [6]彼らの研究は1995年のIPCC第2次評価報告書で取り上げられた。
1998年、マイケル・E・マン、レイモンド・S・ブラッドリー、マルコム・K・ヒューズは、新しい統計手法を開発し、最初の固有ベクトルベースの気候フィールド再構築（CFR）であるMann、Bradley & Hughes 1998（MBH98）を作成した。これは、年間地表温度の地球規模のパターンを示し、1400年までさかのぼった半球平均気温のグラフが含まれており、陰影は、それ以前の世紀では不確実性（2標準誤差限界まで）がはるかに大きかったことを強調している。[7]ジョーンズら1998は、1000年までさかのぼるCPS再構築を独自に作成し、マン、Bradley & Hughes 1999（MBH99）は、MBH98の方法論を使用して研究を1000年まで拡張した。[2] [8]
MBH99 のグラフのバージョンは、2001 年のIPCC 第三次評価報告書(TAR) で大きく取り上げられ、ジョーンズら (1998) と他の 3 つの再構築も参考にして、北半球では 1990 年代が過去 1,000 年間で最も暖かい 10 年間であり、1998 年が最も暖かい年であった可能性が高いという結論を裏付けました。[8]このグラフは、 20 世紀後半の温暖さは例外的であったという科学的コンセンサスが強まることに対して反対する人々の間で論争の的となりました。 [9] 2003 年、1997 年の京都議定書をめぐるロビー活動が激化する中、中世の方が温暖であったと主張する論文は、スーンおよびバリウナス論争で科学者によってすぐに却下されました。[10] 2003 年後半、スティーブン・マッキンタイアとロス・マッキトリックは、MBH98 の論文で使用されたデータに異議を唱える McIntyre & McKitrick 2003b を発表しました。 2004年、ハンス・フォン・シュトルヒは、統計的手法はグラフの前半部分の変動を過小評価する傾向があるとして批判を発表したが、これには異論があり、後にその影響は非常に小さいと認めた。[11] 2005年、マッキンタイアとマッキトリックは、MBH98とMBH99で使用された主成分分析手法に対する批判を発表した。彼らの分析はその後、マッキンタイアとマッキトリックの手法の誤りを指摘したHuybers 2005やWahl & Ammann 2007などの論文によって異論を唱えられた。政治的な論争により、米国国立研究会議が招集した科学者の委員会が結成され、 2006年のノースレポートは、統計的な欠陥がいくつかあったが結果にはほとんど影響がなかったことに同意するなど、いくつかの条件付きでマンの調査結果を支持した。[12]
さまざまな統計手法と代理記録の組み合わせを使用した24を超える再構築は、20世紀以前の「シャフト」の平坦さの程度にばらつきはあるものの、1998年の元のホッケースティックグラフに示されている幅広いコンセンサスを支持しています。[12] [13] 2007年のIPCC第4次評価報告書は、20世紀の北半球の気温が少なくとも過去1,300年間で最も高かった可能性が高いという強化された結論を支持するために、10が1,000年以上をカバーした14の再構築を引用しました。[14] Mann et al. 2008やPAGES 2k Consortium 2013などのさらなる再構築は、これらの一般的な結論を支持しています。
起源: 最初の古気候再構築
古気候学は19世紀の物理学者ジョン・ティンダルとスヴァンテ・アレニウスに影響を与え、彼らは大気中の二酸化炭素（CO2 ）の温室効果ガス効果を発見し、過去の氷河期がどのように終わったかを説明しました。[4] 1919年から1923年まで、アルフレッド・ヴェゲナーはミルティン・ミランコヴィッチと共同で過去の時代における気候の再構築に関する先駆的な研究を行い、[15] 1924年にウラジミール・ケッペンと共著で「地質学的過去の気候」を出版しました。 [16] 1930年代には、ガイ・スチュワート・カレンダーが変化を調べるために気温記録をまとめました。ウィルモット・H・ブラッドリーは湖底の年縞が気候サイクルを示していることを示し、 AE・ダグラスは樹木の年輪が過去の気候変化を追跡できることを発見しましたが、復元のための気候指標として樹木の年輪を正確に利用する方法の先駆者は、1960年代になってハロルド・C・フリッツ氏でした。[4]
1965年、歴史気候学の先駆者であるヒューバート・ラムは、歴史的、植物学的、考古学的証拠を用いてイングランド中部の気温記録を一般化し、900年から1300年頃は中世温暖期であり、その後1550年から1700年にかけて寒冷期が最高潮に達したという考えを広めた。 [17] [18] 1972年、彼はイースト・アングリア大学（UEA）の気候研究ユニット（CRU） の初代所長に就任した。このユニットは、最近およびはるか昔の気候史に関する知識を向上させ、現在の地球規模の気候変化を監視し、異なる時間スケールで変化を引き起こしているプロセスを特定し、将来の気候傾向に関する助言の可能性を検討することを目的とした。[19] 1960年代の寒冷な時期に、ラムは自然のサイクルが数千年かけて将来の氷河期につながる可能性が高いと予想していましたが、1976年以降は、人類が排出する温室効果ガスが「西暦2000年頃」までに地球温暖化を引き起こすという新たな見解を支持しました。 [18]
北半球（NH）の年間平均気温の最初の定量的再構築は、1979年にブライアン・グローブマンとヘルムート・ランズバーグによって発表された。彼らは、9つの観測所が広範囲の格子状の観測シリーズを適切に表すことができることを示した以前の論文に基づく「近道法」を使用し、20の時系列の編集に基づいて1579年から1880年までの気温を再構築した。これらの記録は主に観測記録であったが、2つの年輪シリーズを含むいくつかの代理記録も含まれていた。彼らの方法では、異なる期間をカバーする記録を可能にするためにネストされた多重回帰を使用し、不確実性の尺度を作成した。再構築により、マウンダー極小期を超えて寒冷期が続き、20世紀には気温が上昇したことが示された。[13] [20]その後約10年が経過し、ゴードン・ヤコビーとロザンヌ・ダリゴが1989年に次の定量的北半球再構築を発表した。これは、完全に非観測記録に基づき、年輪を使用した最初のものであった。[13]彼らは、11の異なる地域からの北アメリカ北方樹木の年輪データに基づいて、1671年以降の北半球の年間気温を再構築しました。これにより、彼らは最近の温暖化は300年間にわたって異常であると結論付け、これらの結果は最近の温暖化が人為的原因によるものであるという仮説を支持すると推測しました。[21]
IPCC 第一次評価報告書、1990 年、補足、1992 年
地球温暖化の影響に関する科学者の懸念が広く知られると、国民や政治の関心が高まり、科学的発見の政治的影響を懸念したレーガン政権は、政府代表による詳細な承認を条件に報告書を作成するための気候変動に関する政府間パネルの1988年の設立を働きかけ、成功した。 [22] 1990年のIPCC第1次評価報告書では、 約5,000 ～6,000年前の完新世の気候最適期は現在よりも温暖であった（少なくとも夏季）こと、また一部の地域では「より短い中世温暖期（全球的ではなかった可能性がある）」、つまり「10世紀後半から13世紀前半（西暦950～1250年頃）」の「中世気候最適期」の間に例外的に温暖であったこと、そしてその後に19世紀中期から後半にかけてようやく終わった小氷期のより寒冷な時期が続いたことの証拠が指摘されている。この報告書は、代理データ「主に花粉の残骸、湖沼の年縞と海洋堆積物、昆虫と動物の残骸、氷河末端」の難しさについて論じたが、年輪データは「まだ十分に評価しやすくなく、この報告書で使用する他のデータからの兆候と十分に統合されていない」と考えた。過去千年間の地球の気温変化の「概略図」[23]は、ラムの1965年の論文に大まかに基づいて作成されたグラフに遡る。このグラフは名目上はイングランド中部を表しており、ラムが1982年に修正したものである。[17] マイク・ハルムはこの概略図を「ラムの封筒の裏のスケッチ」であり、「かなり怪しい手振り」であると表現している。[24]
1991 年の Bradley では、Raymond S. Bradley、Malcolm K. Hughes、Jean Jouzel、Wibjörn Karlén、Jonathan Overpeck、Tom Wigleyを含む気候学者の作業部会が、過去 2000 年間の自然の気候変動に関する理解を深め、気候変動に対する人間の関与を評価する際にその影響を考慮に入れるためのプロジェクトを提案しました。気候強制力が過去の変動で果たした役割をテストし、気候の周期を探し、小氷期や中世温暖期などの議論のある気候イベントが地球規模であったかどうかを調べるためのフレームワークを提供するには、広い地理的領域をカバーする季節または年間の解像度での気候代替温度データが必要でした。アジアモンスーン地域、エルニーニョ南方振動地域、大西洋地域の3 つの気候的に敏感な地域から始めて、主要な気候システムを再構築することになりました。より多くのデータが必要な地域を特定し、研究者が世界中の古気候情報にアクセスできるように、コンピューターベースのアーカイブと翻訳によるデータ交換を改善する必要がありました。[25]
IPCCの1992年の補足報告書では、さまざまなプロキシの進捗状況がレビューされている。これには、タスマニアの1,000年間の樹木年輪データの研究が含まれており、同様の研究と同様に、二酸化炭素濃度の上昇が樹木の成長に肥料効果をもたらすため、温暖化が過大評価される可能性は考慮されていない。また、1991年のブラッドリーらの提案、つまり、特定地域の機器記録を古気候データと組み合わせることで、18世紀まで遡って詳細を分析できるという提案にも言及している。[26]
複合プラススケーリング（CPS）再構築
ブラッドリーとジョーンズ 1993
気候プロキシのアーカイブが開発され、1993年にレイモンド・S・ブラッドリーとフィル・ジョーンズは、 1400年から1970年代までの北半球の歴史的記録、年輪、氷床コアを合成し、10年ごとの再構築を作成した。[27] MBHの「ホッケースティック」研究を含む後の再構築と同様に、ブラッドリーとジョーンズの1993年の再構築は、20世紀に例外的な気温上昇に続いて緩やかな寒冷化傾向を示した。[28]彼らの研究では、プロキシでカバーされた地域が北半球の平均をどの程度よく表しているかを評価するために現代の計測温度記録も使用し、同じ期間の計測記録とプロキシ再構築を比較した。「小氷期」期間は複雑であり、火山噴火の影響を示唆する証拠があると結論付けられた。 1920年代以降の気温は500年間の初めよりも高くなっており、これはおそらく温室効果ガスレベルの上昇を引き起こした人為的変化に起因すると考えられる他の要因を示唆している。[29]
この論文では、「コンポジット プラス スケーリング」(CPS) 法が紹介され、その後、半球または地球の平均気温の大規模な気候再構築のほとんどで使用されました。「コンポジット プラス スケール」としても知られるこの方法では、選択された気候プロキシ レコードが標準化されてから平均化(合成) され、その後、中心化およびスケーリングされて、地域または半球の気候の目標気温シリーズの定量的な推定値が時間の経過とともに提供されます。この方法は、プロキシ レコードのさまざまな選択プロセスを含むさまざまな方法で実装され、平均化は重み付けなしでも、信頼性または代表領域の評価に関連して重み付けすることもできます。プロキシ レコードを計測温度記録にスケーリングするために使用されるスケーリング係数を見つける方法もいくつかありました。[30]
ジョン・A・エディは以前、マウンダー極小期の太陽黒点の少なさをラムの過去の気候の推定と関連づけようとしたが、定量的な評価を行うには情報が不十分だった。この問題は、ブラッドリーと太陽物理学者のジュディス・リーンおよびユルグ・ビアと共同で、ブラッドリーとジョーンズの1993年の研究結果を用いて再検討された。リーン、ビア、ブラッドリーの1995年の論文では、太陽放射の低下が小氷期に約0.5℃の気温低下を引き起こしたようで、太陽放射の増加が20世紀初頭の気温上昇を説明できるかもしれないことが確認された。オーバーペックらによる1997年の4世紀にわたる北極の気温の再構築でも同様の結論に達したが、これらの研究は両方とも、当時の気候再構築の限界に直面した。当時の気候再構築では、気温変動を個々の年ではなく10年単位でしか解析しておらず、単一の時系列を生成したため、異なる地域の相対気温の空間パターンは示されなかった。[31]
IPCC第2次評価報告書
1996 年のIPCC第 2 次評価報告書(SAR) には、ブラッドリーとジョーンズによる 1993 年の北半球の 10 年ごとの夏の気温再構築を示す図 3.20 が掲載されており、50 年間の平滑化曲線と、1850 年代以降の温度計のデータをプロットした別の曲線が重ねられています。この記録では、19 世紀後半以降の温暖化は前例のないものだと述べています。このセクションでは、「過去 1000 年間のデータは、自然の気候変動の規模を決定するのに最も有用である」と提案されています。ヒューズとディアスによる 1994 年の再構築を含む最近の研究では、中世温暖期が一度にどれほど広範囲に及んでいたのかが疑問視されており、「中世温暖期の地球の気温が 20 世紀後半の温暖な数十年間に匹敵すると結論付けることは不可能」です。 SARは、「20世紀は少なくとも西暦1400年以降のどの世紀よりも温暖だったようだ。少なくとも一部の地域では、最近の期間は過去1000年以上の期間よりも温暖だったようだ」と結論付けている。[32]
スクリップス海洋研究所のティム・バーネットはフィル・ジョーンズとともにIPCCの次回の評価に向けて作業を進めており、1996年にジャーナリストのフレッド・ピアースに「我々が望んでいるのは、現在の気温変化のパターンが過去の自然変動のパターンとは全く異なる特徴的なものであることだ」と語った。[33]
1960年以降、いくつかの樹木年輪プロキシに影響を与える乖離の問題が、アラスカでタウベス（1995年）とヤコビー＆ダリーゴ（1995年）によって特定された。樹木年輪の専門家キース・ブリッファの1998年2月の研究では、この問題は北半球の高緯度でより広範囲に及んでいることが示され、過去の気温を過大評価しないようにするためにはこれを考慮する必要があると警告した。[34]
気候フィールド再構築（CFR）法; MBH 1998 および 1999
「コンポジット・プラス・スケール」（CPS）法のバリエーションは、半球または地球全体の平均気温再構築を作成するために引き続き使用されました。1998年からは、気候パターンが広い空間領域でどのように発達したかを示すことができる気候フィールド再構築（CFR）法によって補完され、再構築は自然変動と長期的変動の調査、および気候モデルによって生成されたパターンとの比較に役立ちました。CFR法は、リモートプロキシに埋め込まれた気候情報をより多く使用しましたが、プロキシ指標と大規模な気候パターンの関係が時間の経過とともに安定しているという仮定にCPSよりも依存していました。[35]
樹木年輪データに関連する厳密な統計手法が開発されており、ハロルド・C・フリッツは1991年に研究論文と本を出版し、北米の気候の変遷を時系列で示す地図を作成する方法と例を示した。これらの手法は、地域別の気温や降雨量などの再構築に使用されていた。[36]
マイケル・E・マンは博士研究の一環として、地震学者ジェフリー・パークと共同で、過去 140 年間の世界の表面温度の計測温度記録における自然変動の長期的振動を見つけるための統計手法の開発に取り組みました。マンとパーク (1993) はエルニーニョ南方振動に関連するパターンを示し、マンとパーク (1994) は後に大西洋数十年規模振動と呼ばれるものを発見しました。その後、彼らはレイモンド・S・ブラッドリーとチームを組み、ブラッドリーとジョーンズ (1993) の研究データセットにこれらの手法を適用し、地球の気候における自然変動の長期的振動を見つけることを目指しました。その結果得られた再構築は 1400 年まで遡り、11 月に Mann、Park、Bradley (1995) として発表されました。彼らは、複数のプロキシが首尾一貫した振動方法で変化していることを検出することができ、北大西洋の数十年規模のパターンと周辺地域の約 250 年間のより長期的な振動の両方を示しました。彼らの研究では、これらの代理パターンを定量的な温度スケールに対して較正しておらず、過去の温度パターンを再構築するためには、これらが地表温度とどのように関連しているかを調べるための新しい統計的アプローチが必要でした。[37] [38]
マン、ブラッドリー、ヒューズ 1998
マン博士研究員は、ブラッドリーと年輪専門家のマルコム・K・ヒューズと協力して 、地球上のさまざまな時期をカバーする多様な代理情報のデータセットを組み合わせて、気温変動の根本的な空間パターンを再構築する新しい統計的アプローチを開発しました。このデータセットには、いくつかの地域の豊富な年輪ネットワークと、湖の堆積物、氷床コア、サンゴなどのより希少な代理情報、およびいくつかの歴史的記録が含まれています。[39]
彼らの地球規模の再構築は、過去の気候ダイナミクスの評価における大きな進歩であり、高解像度の地球規模の再構築にさまざまなタイプと長さの複数の気候プロキシデータセットを組み込んだ、最初の固有ベクトルベースの気候フィールド再構築 (CFR) でした。 [7]このデータを測定された気温に関連付けるために、彼らは主成分分析(PCA) を使用して、1902年から1980年の較正期間中の機器による気温記録の主要なパターン、つまり主成分を見つけました。彼らの方法は、各プロキシレコード (またはサマリー) と機器レコードのすべての主要な主成分との間の個別の多重回帰に基づいていました。これらの多重回帰の最小二乗同時解には、プロキシレコード間の共分散を使用しました。次に、結果を使用して、プロキシと気候のローカルな関係と遠方の気候テレコネクションの両方を使用して、関心のある空間フィールド (経験的直交関数、またはEOFとして定義) の時間の経過に伴う大規模なパターンを再構築しました。[30] 1902年以前の約50年間の気温記録は、検証計算の重要なステップとしてPCAを使用して分析され、再構築が統計的に意味があり、巧妙であることが示されました。[40]
地球全体でバランスをとる必要がありましたが、プロキシデータのほとんどは北半球中緯度の樹木年輪から取得され、主に密なプロキシネットワークにありました。 の膨大な樹木年輪記録をすべて使用すると、極地や熱帯地方からのまばらなプロキシを圧倒してしまうため、研究者たちは主成分分析 (PCA) を使用してこれらの大規模なデータセットを表す主成分分析サマリーを作成し、各サマリーを CFR 分析でプロキシレコードとして扱いました。このようにして表されたネットワークには、北米樹木年輪ネットワーク (NOAMER) とユーラシアが含まれていました。[41]
CFR法の主な目的は、気候システムの各部分がどのように変化し、放射強制力に反応したかを首尾一貫した地球物理学的理解に不可欠な空間的に分解された再構築を提供することであり、そのため半球平均は副次的な成果であった。[42] CFR法は北半球の平均気温の再構築にも使用でき、その結果はBradley & Jones 1993を含む以前のCPS再構築と非常によく似ていた。 [7] Mannは、これが豊富な空間パターンを使ってできることの中で最も科学的に面白くないことであるが、最も注目を集めた側面でもあると述べている。ほとんどの再構築がそこまでしか進んでいなかったため、彼らの最初の草稿は1980年に終了したが、論文の匿名の査読者は、1980年から1998年の間に起こったかなりの温暖化を含めるために、計測温度記録の曲線を現在まで示すべきだと示唆した。[43]
マン、ブラッドリー、ヒューズによる 1998 年 (MBH98) のマルチプロキシ研究「過去 6 世紀にわたる地球規模の気温パターンと気候強制力」は、1997 年 5 月 9 日にネイチャー誌に投稿され、1998 年 2 月 27 日に受理され、1998 年 4 月 23 日に出版されました。この論文は、以前のマルチプロキシ再構築に基づいて、時間的および地球規模の分布の両方で気候変動のパターンを見つけるための新しい統計的アプローチを発表しました。著者は、「過去 8 年間のうち 3 年間の北半球の平均年間気温は、(少なくとも) 西暦 1400 年以降のどの年よりも暖かい」と結論付け、温室効果ガスが20 世紀の間に支配的な気候強制力になったと経験的に推定しました。 [44]同じ号のレビューで、ガブリエル・C・ヘーゲルは彼らの方法を「非常に独創的で有望」と評し、自然の気候変動のモデル推定を検証するのに役立ち、「歴史的な気温パターンの空間的・時間的記録を再構築するための重要なステップ」であると述べた。[45]
MBH98の出版に関する宣伝と論争
1998 年 4 月 22 日のこの論文の発表は、メディアで異例の報道がなされ、人間の影響が気候変動の原因であることを証明しているかどうかが問われた。マン氏は、この論文がその推論を「強く示唆している」としか認めなかった。[46]彼は、「過去数十年間の温暖化は、自然要因ではなく、人間による温室効果ガスの排出と密接に関係しているようだというのが、私たちの結論だ」と述べた。ほとんどの代理データは本質的に不正確であり、マン氏は「誤差範囲はあります。過去にさかのぼるほど誤差範囲は大きくなり、特定の年でも合理的な不確実性があります。これらの不確実性を減らすには、かなりの作業が必要です」と述べた。気候学者のトム・ウィグリー氏は、この研究の進展を歓迎したが、代理データが気候変動に対する人間の寄与を検出するのに完全に説得力を持つかどうかは疑問視した。[47]
UEA気候研究ユニットのフィル・ジョーンズは、ニューヨーク・タイムズ紙に、代理再構築を拡張するために 150 年間の温度計記録を追加することに疑問を抱き、これをリンゴとオレンジを合わせるようなものだと語った。マンらは、最近の代理データの有効性を確認するために温度計記録との比較を行ったと述べた。ジョーンズは、この研究が、代理証拠に「かなり妥当な」適合を示した気候モデリングの発見と重要な比較を提供するだろうと考えた。 [47]ジョーンズによる MBH98 に関する論評は、 1998 年 4 月 24 日にScience 誌に掲載された 。ジョーンズは、この研究が、利用可能な長期代理気候シリーズのほとんどすべてを使用したことに注目し、「これらのシリーズを機器データに関連付ける新しい多変量法が論文で主張されているほど優れている場合、統計的に信頼できるはずです」と述べた。彼はいくつかの困難について論じ、「古気候学の各分野は、それぞれの限界を受け入れ、欠点も含めた問題を率直に認めなければなりません」と強調した。[48]
この研究は、反対派のパット・マイケルズによって、温暖化はすべて1920年から1935年の間に起こった、つまり人間による温室効果ガスの排出が増加する前のことだとして反論された。[49]ジョージ・C・マーシャル研究所は、MBH98は1400年までしか遡っておらず、産業による温室効果ガスの排出以前の中世温暖期をカバーしていない点で欺瞞的であると主張した。 [50]ウィリー・スーンとサリー・バリウナスも同様の批判を行った。[51]
ポラック、ホアン、シェン、ジョーンズ他 1998
1998年10月、ポラック、ホアン、シェンが発表したボーリング調査の再構築結果は、20世紀の温暖化は過去500年間で例外的であったという結論を独立して裏付けた。[52]
ジョーンズ、キース・ブリッファ、ティム・P・バーネット、サイモン・テットはそれぞれ独立して、樹木の年輪、サンゴ層、氷河の代理記録を比較しながら、1000年前まで遡る「複合プラススケール」（CPS）再構築を作成したが、不確実性については具体的には推定していなかった。ジョーンズらの1998年の論文は、1997年10月16日にThe Holocene誌に提出され、改訂された原稿は2月3日に受理され、1998年5月に出版された。ブラッドリーの記憶によると、マンの当初の見解は、そこまで遡るには情報が少なすぎて不確実性が大きすぎるというものだったが、ブラッドリーは「ネイチャー誌で使用したのと同じアプローチを試してみて、もう少し遡れるかどうか試してみませんか？」と言った。数週間後、マンは驚いたことに「ある程度の技術はあります。不確実性は大きいものの、実際に何かを言うことはできます」と答えた。[1] [53]
マン、ブラッドリー、ヒューズ 1999
1998 年にジョーンズらが行った 1000 年前までの再構築を検討するにあたり、マン、ブラッドリー、ヒューズは自らの研究を見直し、1400 年以前に遡る 24 の代理記録を再調査しました。マンは一連の統計的感度テストを実施し、代理記録を 1 つずつ削除して、その削除が結果にどのような影響を与えるかを調べました。その結果、再構築の信頼性には特定の代理記録が不可欠であることが分かりました。特に、ブラッドリーの以前の研究で重要な地域として特定されていた北米の一部でゴードン・ヤコビーとロザンヌ・ダリゴが収集した 1 つの樹木年輪データセットが重要でした。[54] このデータセットは 1400 年までしか遡れず、同じ地域の別の代理データセット (国際年輪データバンク) はさらに遡り、それ以前の期間の信頼できる代理データを提供していたはずであるが、検証テストでは 1400 年以降の再構築しかサポートされなかった。その理由を調べるために、マンは 2 つのデータセットを比較し、1400 年から 1800 年までは互いに密接に追跡し、その後 1900 年頃まで分岐し、再び互いに追跡していることを発見した。彼は、グレイビルとイドソが特定した樹木年輪に影響を与える CO2 の「施肥効果」に、おそらく理由を見出した。この効果は、CO2レベルが上昇し、再び温暖化が高地での樹木の成長を制御する主要な要因となった時点で終了する。マンは、この地域の他の年輪データとの比較を使用して、このデータセットの修正版を作成した。この修正されたデータセットを使用した再構築は、長期間の検証テストに合格したが、不確実性の増加については慎重であった。[55]
マン、ブラッドリー、ヒューズによる1000年間の再構築（MBH99）は、1998年10月にGeophysical Research Lettersに提出され、1400年以前の、利用可能なプロキシが少なかった期間の再構築に伴う不確実性の増大を強調するために、慎重なタイトル「過去1000年間の北半球の気温：推論、不確実性、および限界」が付けられ、1999年3月に出版されました。 [1] [56] 1999年3月3日のマサチューセッツ大学アマースト校のニュースリリースでは、 Geophysical Research Lettersの3月15日号で「1990年代が千年紀で最も暖かい10年間であり、1998年がこれまでで最も暖かい年であったことを強く示唆する」出版が発表されました。ブラッドリーは「20世紀後半の気温は前例のないほど高かった」と述べ、マンは「時間を遡るほど、データは不明確になる。物事を正確に特定することはできないが、我々の結果は、大きな変化が起こったこと、そして20世紀後半の気温がそれ以前の900年間と比較して例外的に高かったことを示している。推定値には相当の不確実性が存在するが、それでも驚くべき発見だ」と述べた。再構築は中世が比較的温暖だったという理論を裏付けているが、ヒューズは「再構築におけるより温暖な期間でさえ、20世紀中期から後期の気温と比較すると見劣りする」と述べた。[57]ニューヨークタイムズの記事にはグラフの色付きバージョンがあり、機器による記録と代理証拠を区別し、以前の時代の誤差の範囲が拡大していることを強調しており、MBHは「今のところ、1400年以前の気候について決定的な結論を出すことはできない」と述べた。[58]
再構築では、軌道強制力から予測されたように、1世紀あたり–0.02 °Cの長期的な寒冷化傾向の周囲にかなりの変動があることがわかりました。20世紀には、この期間全体から際立った急速 な温暖化によって中断され、1990年代は「中程度に高いレベルの信頼性で、最も暖かい10年間、そして1998年が最も暖かい年」でした。これは、西暦1000年から1980年までの再構築を、太くて暗い40年間の平滑化された線の周りで揺れ動く細い線として示した時系列線グラフ図2(a)で示されました。この曲線は、中世温暖期（1950年代とほぼ同じくらい暖かい）からより寒い小氷期まで下降傾向（細い一点鎖線で表示）をたどり、20世紀に急激に上昇しました。点線で示された温度計データは、1902年から1980年までの較正期間の再構築データと重なり、その後1998年まで急激に続きました。網掛け部分は2標準誤差限界までの不確実性を示しており、中世の不確実性は最近の気温とほぼ同じくらいに上昇しました。[2] [56] [59]マンが米国海洋大気庁の地球物理流体力学研究所でこの研究について講演したとき、ジェリー・マールマンはこのグラフを「ホッケースティック」と呼び、[1]緩やかな寒冷化傾向を「スティック」、20世紀の異常な温暖化を「ブレード」と呼びました。[28]
批評と独自の再構築
ブリッファとティム・オズボーンは、 1999年5月にさまざまな代理指標の不確実性に関する詳細な研究でMBH99を批判的に検討した。彼らは、後にマンの研究を批判する人たちが採用した疑問を提起した。その中には、米国西部のブリスルコーンパインは、気温だけでなく、上昇するCO2レベルなどの汚染の影響を受けた可能性があるという点も含まれていた。気温曲線は他の研究によって裏付けられていたが、そのほとんどは当時入手可能な限られた日付の代理指標の証拠を共有していたため、真に独立したものはほとんどなかった。以前の時代の不確実性は、1980年の再構築の不確実性と同じくらい高かったが、その後の温度計データの温度には達しなかった。彼らは、20世紀はほぼ間違いなく千年紀で最も温暖だったが、人為的な温暖化の量は依然として不確実であると結論付けた。" [60] [61]
次期 IPCC 報告書の作業が進む中、クリス・フォーランドは 1999 年 9 月 22 日に研究者らに、1000 年間の気温変化を示す図が「政策立案者の要約として明らかに最有力候補」であると語った。2 つのグラフが競合した。ジョーンズ他 (1998) と MBH99 である。11 月にジョーンズは、より重要な IPCC 報告書のステータスを欠いた、世界気象機関の短い年次報告書の表紙用に簡略化された図を作成した。MBH99 とジョーンズ他 (1998) から 1000 年まで遡る 50 年間の平滑化された曲線が 2 つ示され、ブリッファの新論文から 1400 年までの 3 番目の曲線が示され、最新の気温データと組み合わされて 1999 年までの線が示された。2010 年には、このデータの変化に関する明確さの欠如が誤解を招くと批判された。[62]
2000年1月のQuaternary Science Reviews誌に掲載されたブリッファの論文は、前世紀の異常な温暖化を示したが、人間の活動が樹木の成長に与えた影響により、明確な気候メッセージを特定することが微妙に困難になったと警告した。[63] 2000年2月、トーマス・J・クロウリーとトーマス・S・ローリーの再構築には、これまで使用されていなかったデータが組み込まれていた。中世の温暖化のピークは、気温が1950年代のレベルであった2、3回の20年から30年の短い期間にのみ発生したという結論に達し、20世紀の温暖化は異常ではなかったという主張を否定した。[64] 2000年7月に発表されたクロウリーの分析では、エネルギーバランス気候モデルのシミュレーションと、MBH99およびクロウリーとローリー（2000）による再構築された年間平均気温を比較した。以前に再構築された気温変動は火山活動や太陽放射の変化と残差変動と一致していたが、20世紀の大幅な温暖化は温室効果ガス排出の予測された影響とほぼ一致していた。[65]
ジョーンズは、古気候学の20年間の進歩を振り返り、ジョーンズら（1998年）、MBH99、ブリファ（2000年）、クロウリーとローリー（2000年）による再構築が、異なる方法を用いて良好な一致を示していることを指摘したが、同じ代理シリーズを多く使用することは、それらが独立していないことを意味し、さらなる研究が必要であると警告した。[66]
IPCC第三次評価報告書、2001年
IPCC 第三次評価報告書(TAR)の作業部会 1 (WG1) の部分に、最近の気温変化のマルチ プロキシ合成に関するサブセクションが含まれていました。このサブセクションでは、以前の大規模な古気候再構築 5 件について言及し、その後、西暦 1400 年まで遡る Mann、Bradley、Hughes 1998 再構築と、その西暦 1000 年まで遡る Mann、Bradley、Hughes 1999 (MBH99) 再構築について議論しましたが、それ以前の期間の大きな不確実性を強調していました。北半球では、過去千年で 1990 年代が最も暖かい 10 年間、1998 年が最も暖かい年であった可能性が高いという MBH99 の結論は、「可能性が高い」とは「66 ～ 90% の確率」と定義され、異なるデータと方法を使用した Crowley と Lowery 2000 および Jones 他 1998 による再構築によって裏付けられました。ポラック、ホアン、シェンによる1998年の過去500年間の再構築は、この結論を独立して裏付けており、ブリッファによる2000年の独立した（亜熱帯、温帯）樹木年輪密度NH気温再構築と比較された。[8]
その図2.21には、MBH99、ジョーンズら、ブリッファの再構築による滑らかな曲線と、現代の温度計のデータが赤線で示され、MBH99の95%信頼範囲が灰色で網掛けされている。その上の図2.20はMBH99から改変したものである。[8] WG1技術要約Bの図5（右図参照）は、この図を繰り返したものだが、西暦1000年から1850年にかけて下降する直線傾向線は示されていない。[67]
MBH99 から改変されたこの象徴的なグラフは、WG1 政策立案者向け要約で、過去 140 年間の計測温度記録のグラフの下に大きく取り上げられました。テキストには、「北半球では、過去 1,000 年間で 1990 年代が最も暖かい 10 年間、1998 年が最も暖かい年であった可能性が高い」と記載されていました。[68]これらのグラフのバージョンは、短い政策立案者向け統合レポート要約にもそれほど目立たない形で掲載されており、「20 世紀の北半球の表面温度の上昇は、過去 1,000 年間の他のどの世紀よりも大きかった可能性が高い」という文章と、統合レポート - 質問が含まれています。[69]
ワーキンググループ1の科学的根拠報告書は、2001年1月に中国の上海で開催された会議で、すべての加盟国政府代表者によって満場一致で承認されました。ワーキンググループの共同議長であるジョン・T・ホートン卿がテレビで放映された発表で報告書を発表した際、MBH99グラフに基づくIPCCのイラストの大きなポスターが背景に掲げられ、広く宣伝されました。[1] [70]
科学的な議論
過去5世紀にわたるHuang、Pollack、Shenによる2000年のボーリング調査での温度再構築は、20世紀の温暖化は例外的なものであったという結論を裏付けた。[71]
MBH99に関する見解で、ウォレス・スミス・ブロッカーは中世温暖期（MWP）は地球規模であったと主張した。彼は最近の温暖化はおよそ1500年の周期によるものだとし、大西洋の循環コンベアの断続的な変化と関連しているのではないかと示唆した。[72]
2002年3月にヤン・エスパーらが行った樹木年輪の復元では、この論争と、MBH99が明確なMWPを示さなかったというブロッカーの批判が取り上げられた。彼らは、MWPは北半球の亜熱帯に広く分布していた可能性があり、時には20世紀後半の気温に近づいたようだと結論付けた。[73]インタビューでマンは、この研究は亜熱帯の陸地のみを扱っており、20世紀後半以前に終了しているため、MBHと矛盾しないと述べた。彼は、この論文の共著者であるエドワード・R・クックがこれらの点に同意したことを確認したと報告し、[74]クック、エスパー、ダリゴによる後の論文では、この線に沿って以前の論文の結論を再検討した。[75]
ロニー・トンプソンは2003年1月に「熱帯氷河と氷床コアによる気候変動の証拠」という論文を発表し、図7ではMBH99再構築に基づくグラフによく似た氷床コアに基づくグラフと、ジョーンズら1999年の温度計の測定値を組み合わせたものを掲載した。[76]
RegEM 気候フィールド再構築
2001 年 3 月、タピオ シュナイダーは、不完全な気候データの分析に正規化 期待値最大化(RegEM) 手法を採用しました。 [77]オリジナルの MBH98 および MBH99 論文では、これらのプロキシ ネットワークを要約するために主成分分析手順を使用することで、多数の年輪プロキシを不当に表現することを回避しましたが、2001 年からマンはこの手法の使用を中止し、この PCA 手順を必要としない RegEM 法に基づく多変量気候フィールド再構築 (CFR) 手法を導入しました。2002 年 5 月、マンとスコット ラザフォードは、この手法について論じた気候再構築のテスト方法に関する論文を発表しました。実際の気温記録またはモデル シミュレーションに人工ノイズを追加することで、彼らは「疑似プロキシ」と呼ぶ合成データセットを作成しました。再構築手順をこれらの疑似プロキシと共に使用すると、その結果が元の記録またはシミュレーションと比較され、再構築がどの程度正確に行われたかが確認されました。論文では、再構築の回帰法では変動の振幅が過小評価される傾向があるという問題について論じました。[78]
IPCC第三次評価報告書後の論争
IPCC第三次評価報告書（TAR）は、最近の北半球の気温が過去1,000年で最も高かったという結論を裏付けるために5つの再構築図を引用したが、MBH99論文に基づくIPCCの図解を特に目立たせた。[68] [70]その後、マスメディアや一般大衆は、ホッケースティックグラフをIPCCの地球温暖化の根拠の中心とみなしたが、IPCCの根拠は実際には他の無関係な証拠に基づいていた。[1]専門家の観点から見ると、このグラフは、新しく発表されたすべての科学と同様に、予備的で不確かなものであったが、地球温暖化の問題を宣伝するために広く使用され、[2] [12]地球温暖化に関する京都議定書の批准に反対する人々の標的となった。[1]
ウィリー・スーン氏とサリー・バリウナス氏による文献レビューは、比較的無名の雑誌「クライメート・リサーチ」に2003年1月31日に掲載され、以前の論文のデータを用いて、中世温暖期は20世紀よりも暖かく、近年の温暖化は異常ではないと主張した。3月には、彼らは追加の著者とともに、Energy & Environmentに拡張論文を発表した。 [79] [80]ブッシュ政権の環境品質評議会の首席補佐官フィリップ・クーニー氏は、環境に関する環境保護庁の最初の報告書の草稿にこれらの論文への参照を挿入し、過去1000年間の世界の気温上昇を示す再構築への参照をすべて削除した。[81]スーン氏とバリウナス氏の論争では、論文で引用された2人の科学者が自分たちの研究は誤って表現されていると述べ、[79] [80] [10] 7月8日、Eosはマンとジョーンズを含む13人の科学者による両論文に対する詳細な反論を掲載し、スーン氏とバリウナス氏が不適切な統計手法を使用していたという強力な証拠を示した。この論争を受けて、Climate Researchの出版社はハンス・フォン・シュトルヒ氏を編集長から編集長に昇格させたが、フォン・シュトルヒ氏はスーン氏とバリウナス氏の論文には重大な欠陥があり、そのまま出版すべきではなかったと判断した。彼は新しい編集システムを提案し、 Climate Researchの出版社は論文を訂正せずに出版すべきではなかったことに同意したものの、編集プロセスを改善するためのフォン・シュトルヒ氏の提案を拒否し、フォン・シュトルヒ氏は他の3人の取締役とともに辞任した。[79] [82]ジェームズ・M・インホフ上院議員は「人為的な地球温暖化はアメリカ国民に対して行われた最大の詐欺である」との信念を表明した。[ 10] [ 83]そして、2003年7月29日に彼が招集した米国上院環境公共事業委員会の公聴会で辞任のニュースが聞かれた。[79] [84]
スティーブン・マッキンタイアはMBH99のデータセットをダウンロードし、2003年4月にマンに依頼してMBH98のデータセットを入手した。 [85]社会科学誌「Energy & Environment」の編集者であるソニア・ベーマー・クリスチャンセンの提案で、マッキンタイアはグエルフ大学経済学教授ロス・マッキトリックの協力を得て論文を執筆し、[86] [87] 2003年10月27日にEnergy & Environment誌に掲載された。[88] [89]マッキンタイアとマッキトリックの2003b論文（MM03）では、マン、ブラッドリー、ヒューズ1998（MBH98）の「ホッケースティック」形状は「主に、データの取り扱いが不十分であることと、古い代理レコードを使用していることによる結果である」と述べられている。[90]彼らの批判は、2007年のワール＆アマン[91]によって包括的に反論され、マッキンタイアとマッキトリックが使用した方法に誤りがあることが示された。[92]
MBH再構築で使用された統計的手法は、ハンス・フォン・シュトルヒとエドゥアルド・ゾリタを含むチームによる2004年の論文で疑問視され、[93]、データの平均化に使用された手法と幅広い不確実性により、おそらく20世紀の測定気温の急上昇と同じくらい大きな急激な気候変動が隠れていた可能性があると述べられました。[59]彼らは、マンとラザフォードが2002年に開発した疑似プロキシ法を使用し、彼らと同様に、再構築の回帰法は変動の振幅を過小評価する傾向があることを発見しました。この問題は、MBH99の広いエラーバーによってカバーされていました。それは当時のほぼすべての再構築に対する合理的な批判でしたが、MBHは特に非難されていました。[78]その後、他の研究者は、フォン・シュトルヒの論文には、統計的関係を推定する前にデータのトレンドを除去することによって、変動の主なパターンを除去する未公開の追加手順があったことを発見しました。[94]フォン・シュトルヒらグラフ全体が欠陥があるという見解は、ワール、リトソン、アマン（2006）によって反駁された。[91] [95]
2004年、マッキンタイアとマッキトリックはホッケースティックの詳細な分析結果をネイチャー誌に掲載しようとしたが、失敗した。 [ 96] [97]この段階でネイチャーはマン、ブラッドリー、ヒューズに連絡を取り、MBH98のオンライン補足の小さな誤りについて問い合わせた。 2004年7月1日に発表された訂正では、マッキンタイアとマッキトリックが補足情報として含まれていた代理データの誤りを指摘したことを認め、訂正されたデータの一覧を完全に提供した。MBH98で使用されたすべてのデータの文書化されたアーカイブと、その方法の詳細を含めた。「これらの誤りはいずれも、以前に発表した結果には影響しません」と彼らは述べた。[98]
マッキンタイアとマッキトリックのコメントは、 Geophysical Research Lettersに掲載されることが承認された。マッキンタイアとマッキトリック 2005 (MM05) は、マン、ブラッドリー、ヒューズ 1998 (MBH98) の方法に技術的な統計エラーがあると報告した。この方法は、ランダムなデータからホッケースティックの形状を生成するという。この主張は広く宣伝され、政治的なスピンがかかった。科学者たちは、マッキンタイアとマッキトリックによって提起された問題は重要ではなく、MBH98 やマン、ブラッドリー、ヒューズ 1999 の主な結論に影響を与えないことを発見した。 [91] [96]マン自身は、2001年に RegEM 気候フィールド再構築法に切り替えた際に、批判された統計手法の使用をすでにやめていた。[99]湖沼堆積物、氷床コア、サンゴなどの温度記録のプロキシの稠密なネットワークとバランスをとるために、MBH 1998 (および 1999) は主成分分析(PCA) を使用して主要な変動パターン (PC1、PC2、PC3 など) を見つけ、総合されたパターンが元のデータ セットを特徴付けるように、いくつの重要な主成分を保持すべきかを決定する客観的な方法を使用しました。[100] McIntyre と McKitrick は、1400～1980 年の期間全体ではなく 1902～1980 年の期間を中心にすることの効果を強調しました。1400～1980 年の期間全体では主成分の順序が変わり、高地の年輪データの温暖化パターンが PC1 から PC4 に降格しましたが、[101]重要な PC の数を 2 から 5 に増やす客観的な選択ルールを再計算する代わりに、PC1 と PC2 のみを保持しました。これにより、PC4の20世紀の顕著な温暖化パターンが除去され、「ホッケースティック」形状を生み出すデータが破棄されました。 [102] [103]その後の調査では、「ホッケースティック」形状が正しい選択ルールで残っていることが示されました。[103]
MM05 論文では、1902-1980 年を中心とすると「持続的な赤色ノイズ」からホッケースティック形状が生成されると主張したが[101] 、その方法はその効果を誇張していた。[104]赤色ノイズから白色ノイズまで さまざまなノイズで形成された疑似プロキシに対する MBH98 方法論のテストでは、この効果は不確実性の範囲内の非常に小さな違いしか引き起こさず、最終的な再構築には影響を及ぼさないことがわかった。[105] McIntyre と McKitrick のコードは、実行した 10,000 回のシミュレーションから「ホッケースティック指数」が最も高い 100 回のシミュレーションを選択し、その図は事前に選択されたこの 1% から取られた。[106]
2005年6月23日、下院エネルギー商業委員会のジョー・バートン委員長は、監視・調査小委員会のエド・ホイットフィールド委員長と共同書簡を書き、この報道について言及し、マン、ブラッドリー、ヒューズの3人の科学者に対し、気候研究の完全な記録、ならびに彼らの財政状況や経歴に関する個人情報の提出を要求した。[107] [108]下院科学委員会のシャーウッド・ボーラート委員長は、同僚の共和党員ジョー・バートンに対し、これは明らかに科学者を脅迫することを目的とした「誤った違法な調査」であると語った。米国科学アカデミー（NAS）のラルフ・J・シセローニ会長は、NASが調査のために独立委員会を任命すべきであると提案した。バートンはこの申し出を却下したが[109] [110]、2005年11月のボーラートの要請を受けて、米国科学アカデミーは国立研究評議会にジェラルド・ノースを委員長とする特別委員会を設置し、調査と報告を行うよう手配した[111] 。
ノースレポートは厳格な審査プロセスを経て[112]、2006年6月22日に発表された。[113]この報告書は、「20世紀最後の数十年間の地球の平均表面温度は、それ以前の4世紀のどの比較対象期間よりも高かったという確信度が高い」と結論付け、地理的に多様なさまざまな代理データから一貫した証拠を得たが、「900年から1600年までの大規模な表面温度再構築にはそれほど信頼を置くことはできない」とした。[71]この報告書は、その後他の再構築データや代理データによって裏付けられた元のMBH研究の基本的な知見に概ね同意したが、それ以前の期間の不確実性を強調した。[114]論争の的となった主成分分析法は、結果に若干の偏りがあったため推奨されなかったが、最終的な再構築にはほとんど影響がなく、他の方法でも同様の結果が得られた。[115] [116]
バートンのスタッフが統計学者エドワード・ウェグマンに連絡を取り、ウェグマンは大学院生のヤスミン・H・サイード、統計学者のデイビッド・W・スコットとともにウェグマン報告書を作成したが、彼らはいずれも気候学やその他の物理科学の専門知識を持たない統計学者だった。[117] [118]ウェグマン報告書は2006年7月14日にウォールストリート・ジャーナルで発表され、[119] 2006年7月19日、[119] [120]および2006年7月27日の米国下院エネルギー監視・調査小委員会の公聴会で議論された。 [121]この報告書は適切な査読を受けていなかった。報告書はマッキンタイアとマッキトリックのMBH研究の統計的欠陥に関する主張を繰り返したが、これらの点を修正することで大きな効果があったかどうかは定量化しなかった。[122]マンの研究には独立した査読が欠けていると主張するソーシャルネットワーク分析が含まれていたが、この分析は専門家の意見によって信用を失い、盗作の問題があることが判明した。 [123] [124]
再建 2003–2006
マンとジョーンズは、樹木の年輪、氷床コア、堆積物など、さまざまな高解像度の代理データを使用して、2003年8月に再構築を発表し、「20世紀後半の温暖化は、少なくとも過去2千年ほどの北半球では前例のないものである。南半球と地球の平均気温に関する結論は、現在南半球で利用可能な代理データの少なさによって制限される」と指摘した。彼らは、「中程度に温暖な条件の「中世」期間を西暦800年から1400年頃に定義できる範囲で、その期間の半球の温暖化は、20世紀後半の温暖化に比べると規模が小さい」と結論付けた。[125]
2004年6月に発表されたポラックとスマードンの論文におけるボーリング調査による気候再構築は、1500年から2000年の間に地表温度が約1℃（1.8℉）上昇したという推定を裏付けた。[126]
2004年11月に発表された研究で、エドワード・R・クック、ジャン・エスパー、ロザンヌ・ダリゴは2002年の論文を再検討し、MBHを支持した。彼らは「北半球の亜熱帯陸地における西暦2000年までの年間気温は、過去1162年間で最も暖かかった期間をおそらく約0.3℃上回った」と結論付けた。[75]
2005 年 2 月 10 日に発表されたアンダース・モバーグらによる研究では、ウェーブレット変換技術を使用して、過去 2,000 年間の北半球の気温を再構築し、湖や海洋の堆積物などの低解像度の代理データを 1 世紀以上のスケールの変化に使用し、樹木の年輪代理データを 1 年から 10 年の解像度にのみ使用しました。彼らは、西暦 1000 年から 1100 年頃に 1990 年以前の年と同等の気温のピークがあったことを発見し、[127]「過去 2 千年間で 1990 年以降の期間よりも温暖な気候であった証拠は見つかりませんでした」と述べて、MBH99 の基本的な結論を支持しました。[128]
2005年4月末、サイエンス誌は世界各地の氷河の長さの記録に基づいたJ.オーレマンスによる再構築を発表し、1600年から1990年までの期間について、地球温暖化の規模と時期に関する他の再構築を裏付ける一貫した独立した証拠を発見した。[129]
2006年2月28日、Wahl & Ammann 2007が出版承認され、印刷中版がインターネットで公開された。さらに2つの再構築版が出版され、異なる方法論を用いてMBHの主な結論を裏付けている。Rosanne D'Arrigo、Rob Wilson、Gordon Jacobyは、中世の気温は20世紀後半よりも約0.7℃低かったが、均一性は低かったと示唆した。[130] OsbornとBriffaは、最近の温暖化の空間的範囲が中世の温暖期よりも顕著であることを発見した。[131] [132] 4月には、 Gabriele C. Hegerlが主導する3番目の再構築版が発表された。[133]
IPCC 第四次評価報告書、2007年
2007 年に発行されたIPCC第 4 次評価報告書(AR4) には、古気候に関する章があり、過去 2,000 年間に関するセクションがありました。このセクションでは、IPCC 第 3 次評価報告書(TAR) で強調された 3 つ (Mann、Bradley、Hughes 1999 は以前と同様に、Jones 他 1998 および Briffa 2000) を含む、12 のプロキシ ベースの気温再構築を示すグラフが取り上げられました。さらに、中世温暖期の分析では、Crowley および Lowery 2000 (TAR で引用) および Osborn および Briffa 2006 による再構築が引用されました。これらの 14 の再構築のうち 10 は、1,000 年以上をカバーしていました。ほとんどの再構築では、特に樹木年輪データなど、いくつかのデータ シリーズが共通していましたが、新しい再構築では追加データが使用され、さまざまな統計手法を使用してより広い範囲がカバーされました。[14]
同報告書は、「従って、現在の複数の指標による証拠の重みは、過去400年間の気温レベルと比較した場合、TARで示されたものよりも20世紀の気温が高いことを示唆している。以前の再構築と1千年以上遡る4つの新しい再構築の証拠に基づくと、20世紀は少なくとも過去1300年で最も暖かかった可能性が高い」と結論付けている。[14] 2001年のIPCC TARのSPM声明は、「北半球では、過去1000年間で1990年代が最も暖かい10年間であり、1998年が最も暖かい年であった可能性が高い」というものだった。[68] AR4 SPMの声明は、「20世紀後半の北半球の平均気温は、過去500年間のどの50年よりも高かった可能性が非常に高く、少なくとも過去1,300年間で最も高かった可能性が高い。最近の研究では、北半球の気温はTARで示唆されているよりも変動が大きいことが示されており、特に12世紀から14世紀、17世紀、19世紀にはより寒冷な時期があったことが判明している。20世紀以前のより温暖な時期は、TARで示された不確実性の範囲内である。」と述べている。[134]
マンら、2008年および2009年
追加のプロキシと異なる方法論を使用したさらなる再構築が発表された。Juckes et al. 2007 および Lee, Zwiers & Tsao 2008 は、さまざまな統計的アプローチを比較し評価した。[135] 2008 年 7 月、Huang、Pollack、Shen は 20,000 年間をカバーする一連のボーリング再構築を発表した。彼らは、中期完新世と中世の温暖期、小氷期、および 20 世紀の温暖化が、どの再構築でも中世温暖期のピーク気温よりも高い気温に達したことを示した。彼らは、この発見が IPCC AR4 の結論と一致していると述べた。[136]
2008 年 9 月 9 日に PNAS に発表された論文で、マン氏と同僚は過去 2 千年間の地球表面温度の最新再構築を発表しました。[35]この再構築では、元の年輪研究よりも大幅に大きい、1,200 を超える代理記録を含む、より多様なデータセットが使用されました。彼らは 2 つの補完的な方法を使用しましたが、どちらも同様の「ホッケースティック」グラフを示し、北半球の最近の表面温度の上昇は少なくとも過去 1,300 年間と比較して異常でした。マン氏は、「10 年前、西暦 1,000 年まで遡るとデータの入手可能性はかなり少なくなり、当時は年輪データに重点が置かれていましたが、今では年輪データをまったく使用せずに 1,300 年前まで遡っても検証可能な結論を得ることができます」と述べています。[137] PNASへの回答で、マッキンタイアとマッキトリックは、マンらが軸を逆さまにしたデータを使用したことなど、いくつかの問題があると認識していると述べた。[138]マンらは、マッキンタイアとマッキトリックは「私たちの論文に関して有効な問題を提起していない」と答え、「『逆さま』のデータが使用されたという主張は奇妙である」と述べ、その方法は「予測子の符号に鈍感である」と述べた。また、論争の的となっているデータセットを除外しても結果にはほとんど影響がないと述べた。[139]
北アリゾナ大学のダレル・カウフマン率いる国際コンソーシアムによる、過去 2,000 年間の北極の気候変化に関する研究が 2009 年 9 月 4 日に発表された。彼らは、樹木の年輪と氷床コアの記録に裏付けられた、北極の 14 の湖の堆積物コア記録を調べた。彼らの調査結果は、地球の軌道の周期と一致した長期的な寒冷化傾向を示しており、この傾向はさらに 4,000 年間続くと予想されていたが、20 世紀に温室効果ガスの排出に起因する急激な上昇によって逆転した。この衰退は中世と小氷期を通じて続いた。最も最近の 10 年間である 1999 年から 2008 年は、この期間で最も温暖な 10 年間であり、最も温暖な 50 年間のうち 40 年間は 1950 年から 2000 年の間に発生した。サイエンティフィック・アメリカンは、このグラフが「以前の再構築であるいわゆる『ホッケースティック』をほぼ再現している」と評した。[140]
「ホッケースティック」グラフのさらなる裏付けは、ハーバード大学のマーティン・ティングリーとピーター・ホイバーズが開発したベイズ統計を用いた新しい分析方法から得られ、この方法では過去にはより大きな変動があったものの、同じ基本的な形状が生成され、1990年代が研究対象となった600年間で最も暖かい10年間であったことが判明した。[141]
2010年以降
2010 年 9 月にGeografiska Annalerで発表された Ljungqvist による 2,000 年間の北半球の温帯外気温再構築では、追加の代理証拠を利用して、ローマ温暖期と中世温暖期の両方で、10 年平均気温が 1961 年から 1990 年の平均気温レベルに達するか、それを上回ったことが示されている。1990 年から 2010 年の期間の機器記録は、再構築期間のどの気温よりも高かった可能性があるが、これは代理記録には現れなかった。彼らは、「データの範囲と方法論の両方に大きな違いがあるにもかかわらず、変動の振幅と温暖期と寒冷期の時期に関して、Mobergら(2005) と Mannら(2008) による再構築とよく一致しているが、西暦 300 年から 800 年頃の期間は例外である」と結論付けた。[142]
2010年にデイビッド・フランク、ヤン・エスパー、エドゥアルド・ゾリタ、ロブ・ウィルソンが執筆した意見記事（フランク他2010年）では、その時点で24以上の大規模な気候再構築が発表されており、20世紀には中世温暖期や小氷期などの初期の気候段階の後に例外的な温暖化があったという幅広いコンセンサスが示されていると指摘されている。特に最低頻度の変動については、大規模な自然変動の問題がまだ解決されておらず、専門家による代理評価を改善し、再構築プロセスにおける構造的不確実性を明示的に考慮した手法を開発するためのさらなる研究が必要だと彼らは主張している。[13]
いくつかの研究で指摘されているように、回帰ベースの再構築法は低周波変動を過小評価する傾向がありました。Bo Christiansen はこの問題を克服するために新しい方法 (LOC) を設計し、Ljungqvist とともに LOC を使用して 1,000 年の再構築を作成し、2011 年に発表しました。この再構築では、以前の研究よりも低周波変動が多く、小氷期がより寒冷であることが示されました。[143]次に、気温との関係が文書化されておりスクリーニング手順に合格した選択されたプロキシを使用して、LOC 再構築を遡及しました。2012 年に発表されたこの 2,000 年の再構築では、以前の再構築よりも再び変動が多くなりました。1580 年から 1720 年にかけて均質な小氷期があり、すべての地域で寒冷な状態が見られ、950 年から 1050 年頃に明確ではあるが均質性が低い可能性のある中世温暖期のピークがあり、Mann らなどの以前の研究で示されているように、20 世紀半ばの気温に達するかわずかに上回っていることがわかりました。 2008年と2009年。[144]
Ljungqvist et al. 2012 は、1 世紀あたり 2 つのデータ ポイントという低解像度のプロキシ データを使用するなど、以前の研究よりも大規模なプロキシ ネットワークを使用して、過去 1,200 年間の北半球陸地の空間的および時間的気温変動の 100 年間のパターンを示す再構築を作成しました。この広範なスケールで、彼らは 9 世紀から 11 世紀にかけての広範囲にわたる温暖化が 20 世紀の平均値に近似し、16 世紀から 18 世紀にかけては寒冷化が優勢であることを発見しました。最も温暖化が進んだのは 19 世紀から 20 世紀にかけてで、彼らは最近数十年の計測記録が 20 世紀の平均値よりもはるかに暖かいことを指摘しました。彼らの空間再構築は Mann et al. 2009 の気候フィールド再構築と類似点を示しましたが、解像度が異なるため直接比較することはできませんでした。結果は、かなりの数のプロキシが削除された場合でも堅牢でした。[145]
2013年、Marcott et al. は、以前の研究で使用されたものとは完全に独立した海底および湖底堆積物のプロキシを使用して、過去11,300年間の世界気温を再構築し、完新世全体をカバーし、過去1,000年間にわたって元のMBH99ホッケースティックグラフを確認しました。[146]気温は最後の氷河期からゆっくりと上昇し、10,000年から5,000年前まで続いたレベルに達し、その後ミランコビッチサイクルに沿ってゆっくりと低下し始め、中世温暖期の小さな上昇によって中断され、小氷期に入りました。その後、この低下は20世紀に独特の急速な気温上昇によって中断され、その温度は少なくとも4,000年間で最も暖かく、全期間の最高気温の不確実性の範囲内であり、現在の推定では2100年までにそれらの温度を超える可能性があります。[147]
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