Stjärnbild hjälper potatisodlare i Peru

Just nu, i slutet juni, samlas Perus och Bolivias bergsbönder på Andernas toppar och åsar. Mitt i natten! Det är bara några dagar efter vintersolståndet, och nätterna är långa och isande kalla. Hundratals grupper samlas varje år under dessa nätter, från Huancayo i norr till Oruro i söder (bild 3).

Det bönderna väntar på är att stjärnbilden Plejaderna (också kallad Sjustjärnorna) fram emot småtimmarna ska dyka upp över horisonten i nordost. Bönderna anser nämligen att de med ledning av stjärnbildens utseende kan avgöra när regnen ska börja falla och hur mycket det kommer att regna. Kunskap om detta är ovärderligt för att avgöra när det är dags att sätta potatisen.

Att man med ledning av hur några stjärnor ser ut skulle kunna förutspå vädret många månader senare låter som ren vidskepelse, men vår forskning visar att böndernas övertygelse om ett sådant samband har solid vetenskaplig grund.

Barndomsvänner

Det hela började år 1973 när en av oss, Ben Orlove, arbetade med sin doktorsavhandling i socialantropologi i södra Peru. Han fick flera gånger följa med på nattvandringar för att spana efter Plejaderna och skrev strax därefter en vetenskaplig artikel om sedvänjan. Men han såg vandringarna som en ritual och tog inte upp frågan om i vad mån förutsägelserna stämmer. Därefter övergav han ämnet.

En annan av oss, klimatforskaren Mark Cane, råkade få höra talas om böndernas nattvandringar under en turistresa till Peru år 1994. Han slogs av tanken att det faktiskt kunde finnas ett samband mellan Plejadernas utseende och kommande regn. Vid återkomsten till Columbia University i New York tog han därför upp frågan i olika sammanhang. En student föreslog att han skulle kontakta en forskare vid University of California. Denne hette Ben Orlove, ett namn som Cane kände igen som en barndomskamrat från Brooklyn som han inte haft kontakt med på ett kvartssekel.

Återseendet blev kärt, och de började fundera kring de andinska böndernas stjärnskådande. Vad kunde det finnas för naturvetenskapliga mekanismer bakom ett samband? Och hur kunde bönderna komma ihåg Plejadernas exakta utseende från ett år till ett annat? Eller var det fråga om rent väderskrock?

De började skriva på en vetenskaplig artikel i frågan och inbjöd en av Canes doktorander, John Chiang, att vara med. Som son till en taiwanesisk diplomat hade han växt upp i olika u-länder och höll nu på med en avhandling om klimatvariationer i tropikerna.

Att odla potatis

Målet med nattvandringarna är alltså att få till stånd en framgångsrik potatisodling under kommande sommar. Potatis är den i särklass viktigaste grödan i området. Höjden över havet och klimatet i det andinska höglandet innebär dock stora svårigheter. Odlingssäsongen omfattar de regniga sommarmånaderna från oktober till mars. Medeltemperaturen stiger då från fryspunkten till omkring 13 grader och nederbörden från torka till omkring 100 millimeter i månaden (bild 4).

Om potatisen sätts tidigt och regnen också kommer tidigt och sedan förblir rikliga under växtsäsongen blir skörden maximal. Men om potatisen sätts tidigt och regnen dröjer, då torkar de satta potatisarna och skörden blir betydligt sämre än om man hade väntat en månad med utsättningen. Bergsbönderna försöker därför sätta potatisen precis innan regnen kommer, vilket garanterar både fukt i marken och längsta möjliga odlingssäsong.

Det finns ytterligare ett viktigt skäl för bönderna att känna till bästa tiden att få potatisen i jorden. Alla i samma by sätter nämligen potatisen samtidigt. Bakgrunden är att varje åkerplätt kan brukas bara i ett eller två år för att sedan ligga i träda i flera år. Åkrarna som inte odlas används som betesmark, och varje år flyttas därför djur från åkrar som legat i träda till sådana som nu läggs i träda. Eftersom inte alla åkrar är inhägnade är det praktiskt att kvadratkilometerstora områden odlas respektive läggs i träda samtidigt, dvs att djuren drivs i stora hjordar precis före den tidpunkt som överenskommits för potatissättningen.

Väderfenomenet El Niño

Ganska tidigt fick vi en stark känsla av att El Niño måste vara inblandad: den kraftiga uppvärmning av ytvattnet i sydöstra Stilla havet som med två till sju års mellanrum återkommer ungefär vid jul och sedan håller i sig något eller några år. Detta klimatfenomen inverkar på vädret över hela jorden, så varför skulle det inte kunna påverka både sommarmånadernas nederbörd i de närbelägna Anderna och hur stjärnbilden Plejaderna ser ut ett halvår tidigare? Frågan var bara hur.

Först var vi tvungna att noggrannare ta reda på vad det är bönderna egentligen tittar efter. Vi gjorde intervjuer i tolv olika byar och fann att deras uppfattningar var likartade: de studerar Plejadernas synbara ljusstyrka och/eller dess storlek och antal stjärnor, faktorer som uppenbart har att göra med luftens klarhet. Storleken på Plejaderna påverkas av dålig sikt på så sätt att några svaga stjärnor i stjärnbildens utkant inte syns, varvid den verkar mindre än annars (bild 1).

De år då Plejaderna är ljusa och många sätts potatisen i vanlig tid. Men de år då stjärnbilden är dunkel och liten, tror bönderna att regnen blir sena. Därför senareläggs potatissättningen i flera veckor, trots att bönderna givetvis inser att växtsäsongen då blir betydligt kortare.

Samband med El Niño?

Fungerar då detta odlingssystem i praktiken? För att ta reda på det var vi tvungna att hitta historiska data över både nederbörd och odlingsresultat. Chiang fick i uppgift att lösa detta, och efter flera månader av sökande hade han identifierat fyra meteorologiska mätstationer i Peru och Bolivia som har tämligen kompletta nederbördsdata från 1962 och framåt.

Dessa mätningar visade vad vi misstänkt – ett tydligt samband mellan El Niño och regn i Andernas högland. År med El Niño är nederbörden betydligt lägre, och skillnaden är störst just under odlingsperiodens mitt, december till februari. Eftersom en minskning sker även i oktober blir effekten att bönderna upplever att regnperioden börjar senare än vanligt.

Uppgifter om lokala potatisskördars storlek samlas inte in av vare sig byarnas ledare eller nationella myndigheter. Att hitta historiska data för odlingsresultaten hade därför varit omöjligt om vi inte haft turen att det internationella potatisforskningsinstitutet råkar ligga i – Peru. Bland annat finns en fältstation i Huancayo. Vi kunde där gräva fram historiska uppgifter som visade att potatisskörden i det andinska höglandet faktiskt är betydligt mindre under år med El Niño.

Vad försvagar Plejaderna?

Efter att ha kunnat koppla både nederbörd och skördar till El Niño, återstod frågan hur uppvärmningen av ytvatten utanför kusten kan minska sikten mot Plejaderna även under nätter som förefaller totalt molnfria. Men eftersom böndernas observationer görs just då Plejaderna stiger upp över horisonten kommer de att betrakta stjärnbilden genom en mycket större mängd luft än om de hade valt stjärnor som står i zenit. Detta innebär att effekten av oklar luft kraftigt förstärks.

Först prövade vi idén att luften ovanför Anderna innehåller mer stoft under år med El Niño. Det är väl känt att El Niño leder till torka i Afrika och att stora kvantiteter stoft från Sahara blåser upp i luften och förs över Atlanten. Vi gick igenom satellitobservationer för att leta efter stoftmoln över Anderna under år med respektive utan El Niño, men fann inget samband. Över huvud taget är det mycket litet Saharastoft som når upp till dessa bergstrakter.

Nästa hypotes vi prövade var höga moln. Tropiska moln på omkring 10 kilometers höjd och däröver, s k höga cirrusmoln, är så tunna att de egentligen inte syns för blotta ögat. Likväl minskar de luftens genomskinlighet en smula, med 3-4 procent om molnen befinner sig i zenit. Men när Plejaderna ligger alldeles vid horisonten kan de höga ”osynliga” molnen faktiskt mer än halvera stjärnbildens synbara ljusstyrka. Vi sammanställde därför data från flera olika typer av satellitmätningar och fann att dessa höga moln under år med El Niño kraftigt tilltar i mängd nordost om Anderna – alltså åt det håll Plejaderna observeras.

Det är ännu oklart precis vad den ökade molnbildningen beror på, men under El Niño-år sker sannolikt ett ökat lyft av fuktiga luftmassor över Stilla havet till ungefär en mils höjd. Där fryser vattnet till de iskristaller som bildar cirrusmolnen, vilka sedan av kraftiga höghöjdsvindar sprids över tropikerna.

Till skillnad från vanliga moln längre ner i atmosfären är dessa höga moln dessutom långlivade. Även om bönderna observerar Plejaderna bara under någon enstaka natt har de därför ändå god chans att få en rättvisande bild av mängden höga moln.

Innan vi kunde känna oss säkra på att vi hittat rätt mekanism ville vi pröva ytterligare idéer. Två sådana var att luftens fuktighet och/eller dess turbulens kunde tänkas öka under år med El Niño och att detta skulle försämra sikten. Exempelvis är astronomer väl medvetna om dessa effekter och strävar därför numera efter att placera teleskop på så höga berg som möjligt. Vi gick igenom ytterligare historiska data och upptäckte att både fuktigheten och turbulensen ökar under El Niño-år och att dessa effekter minskar luftens genomskinlighet, men också att denna påverkan är långt mindre än de höga molnens.

Regnmekanismen funnen

Mitt under vårt arbete publicerades en undersökning av två klimatforskare vid Universidad de Chile i Santiago. De hade upptäckt att vindarna över Anderna tenderar att byta riktning under år med El Niño. Normalt dominerar östliga vindar, men under El Niño blåser det oftare i riktning från Stilla havet. Detta förhindrar fuktig luft från Atlanten och Amazonas att nå Andernas högland. Eftersom regnen här främst kommer från öster gör de västliga vindarna att nederbörden över potatisodlingarna minskar (bild 5).

Det förefaller alltså som om den klimatmekanism som gör att El Niño-år medför minskat regn i höglandet nu är funnen. Men det hindrar inte att en rad intressanta frågor återstår, och vi ska avsluta med att ta upp fyra sådana.

Hur korrekta är förutsägelserna?

En central fråga, inte minst för de andinska bönderna själva, är i vad mån deras nederbördsförutsägelser faktiskt slår in. Såvitt vi kunnat utröna finns det tillförlitliga uppgifter om detta för bara fem år. I de fallen har en utomstående person noterat förutsägelserna i juni, och dessa har sedan jämförts med tidpunkten för regnens ankomst. I samtliga fem fall stämde prognoserna. Om utfallet vore slumpmässigt skulle en så god överensstämmelse uppstå så sällan som var 32 gång, vilket tyder på att böndernas förutsägelserna fungerar i praktiken.

Å andra sidan är fem fall ett mycket lågt antal, och vi har därför i historiska data jämfört förekomsten av höga moln under ett antal år i juni med nederbörden ett halvår senare. Resultatet blev då att molnen ger korrekta prognoser två gånger av tre. Det är betydligt bättre än slumpen, men innebär ändå att besluten om när man ska sätta potatisen blir felaktiga i genomsnitt vart tredje år.

När började sedvänjan?

En andra fråga gäller den andinska stjärnskådningens uppkomst. Både att seden är så geografiskt utbredd och att den är så väl inlemmad i böndernas världsbild visar att den är gammal. Den äldsta skriftliga källa som nämner traditionen och som vi kunnat finna är från omkring år 1600.

Detta är inte så långt efter den tidpunkt (år 1532) då spanjorerna började erövra inkariket, varför det är frestande att tro att seden daterar sig till tiden innan Columbus anlände till Amerika. Inkafolket var framstående astronomer, och Plejaderna var ett välkänt himlaobjekt för dem. Det är också känt att inkaastronomerna med anledning av en speciell årlig högtid gjorde nattliga observationer av stjärnhimlen vid vintersolståndet. Vi vet dock inget om i vad mån dessa observationer hade något samband med hur man skötte sina odlingar.

Hur vanliga är långtidsprognoser?

En intressant fråga är om långtidsprognoser om väder för jordbruksändamål förekommer på andra håll i världen eller om detta är en unik sedvänja i Anderna. Vi har letat i den vetenskapliga litteraturen och hittat fem andra ursprungskulturer med likartade idéer och traditioner. Dessa är väl spridda över jorden och finns i Uganda, Somalia, Indien, Australien och på Fijiöarna. Sannolikt finns många fler som vi antingen inte funnit eller som inte finns beskrivna av någon forskare.

Även om vi inte kan uttala oss med säkerhet, tror vi inte att det andinska fallet skulle vara unikt heller när det gäller faktisk prognosförmåga. Sannolikt finns det på många håll i världen folkliga metoder för långsiktiga väderprognoser som är bättre än slumpen. Tyvärr är det bara i ett av de fem nyss nämnda fallen som vi har funnit undersökningar av hur korrekta prognoserna faktiskt är. Det är en indisk lantbruksforskare som dokumenterat hur befolkningen i ett område i delstaten Gujarat använder två parallella metoder för att förutsäga monsunregnens ankomst respektive deras mängd. Den första metoden innebär att de oäkta johannesbrödträden står i full blom sex veckor före monsunregnen, vilka kommer i juni eller juli. Den andra går ut på att nordliga och västliga vindar i mars månad ger normala eller omfattande monsunregn, medan östliga vindar innebär knappa regn. Forskaren följde upp båda slagen av förutsägelser under en sexårsperiod och fann att de stämde betydligt bättre än slumpen.

Till vilken nytta?

Att göra denna studie har varit en spännande resa, och det vi lärt oss säger en hel del om människans förmåga att anpassa sig till de kargaste miljöer. Hon resignerar aldrig utan är alltid villig att upptäcka något nytt i naturen.

Har då forskning av detta slag också ett mer praktiskt värde? Ja, bl a genom att den visar vilken typ av kunskap om framtida väderhändelser som u-landsbönder efterfrågar, något som är viktigt att veta för de meteorologiska prognosinstituten i respektive länder. Och inte minst kan dagens klimatforskare lära sig mycket av dessa urgamla observationsmetoder som faktiskt ger betydligt bättre långtidsprognoser än de som kan åstadkommas med världens mest avancerade datormodeller för väderförutsägelser.