Tydliga spår efter historiens extremväder

Det här är en artikel från 2016.

Kraftiga värmeböljor har blivit vanligare de senaste 15–20 åren nere i Centraleuropa. De värsta inträffade sommaren 2003 och under sommaren 2015. Risken för värmebölja, veckor med extremt varmt sommarväder, ökar ju högre den genomsnittliga sommartemperaturen är. De senaste 30 åren har den genomsnittliga sommartemperaturen i Europa som helhet ökat med cirka 1,5 grader.

I Europa finns det meteorologiska mätserier sedan mitten av 1700-talet. Dessa mätningar visar att sådana varma somrar med lika kraftig värmebölja som i Centraleuropa under 2000-talet inte har inträffat tidigare under de senaste 250 åren. Men hur ser det ut längre tillbaka i tiden?

Jag ingår i en forskargrupp från Europa, Kina och USA som för första gången har rekonstruerat juni–augustitemperaturen i Europa ända tillbaka till romartiden. Studien bygger på en serie av mätningar av årsringarnas vidd och celldensitet i levande och fossila träd, eftersom dessa väl speglar sommartemperaturen när träden växer på kalla platser. Dessa uppgifter har sedan kombinerats med information från historiska uppteckningar om temperaturförhållanden. Detta har sedan kalibrerats, det vill säga överförts med hjälp av statistiska modeller, mot meteorologiska uppmätningar av juni–augustitemperaturen tillbaka till 1850. Resultatet har blivit en unikt exakt rekonstruktion av hur varma somrarna i genomsnitt varit i olika delar av Europa sedan 700-talet. Det har även gått att uppskatta, med större osäkerhet, en genomsnittlig sommartemperatur för Europa i sin helhet ända tillbaka till år 138 f.Kr.

Den nya rekonstruktionen av europeiska sommartemperaturer visar att de första århundradena e.Kr. över lag var varma, medan 400–600-talen var mycket kalla. Under vikingatiden och början av medeltiden dominerade varma somrar igen, innan generellt kallare somrar följde under den så kallade lilla istiden från 1300-talet till 1800-talet.

Precis som de meteorologiska mätningarna visar rekonstruktionen att en betydande uppvärmning ägde rum cirka 1920–50, liksom återigen från slutet på 1980-talet och fram till nu. Somrarna i Europa har sannolikt inte varit så varma på över 2 000 år som de har varit under de senaste 20–30 åren. Det är i Centraleuropa och Medelhavsområdet som den moderna sommarhettan är oöverträffad. I Nordeuropa – Skandinavien och Ryssland – var däremot långa perioder under både romartiden och vikingatiden samt den tidiga medeltiden varmare än nu.

De senaste 20 årens rekordvärme i Europa har sannolikt att göra med global uppvärmning till följd av främst människans koldioxidutsläpp. Den nya rekonstruktionen visar emellertid att 1900-talet i sin helhet – eller ens andra hälften av 1900-talet – inte på något sätt var exceptionellt varmt i Europa i ett längre historiskt perspektiv. Flera tidigare århundraden under romartiden och vikingatiden var lika varma eller till och med varmare.

Vad gäller vintertemperaturen i Europa har denna ännu tyvärr bara gått att rekonstruera ungefär 500 år tillbaka; det saknas lämpliga data längre tillbaka i tiden. Det är temperaturen under vintern och den tidiga våren som har ökat mest de senaste årtiondena. Om vi söker efter tecken på människoorsakad pågående global uppvärmning i Europa är det därför vinter och vår som det egentligen vore mest intressant att studera. Vi vet därför inte säkert än hur vintrarna var under den medeltida värmeperioden eller den romerska värmeperioden för runt 1 000 respektive 2 000 år sedan. Därför blir det en stor utmaning framöver att även försöka rekonstruera vintertemperaturen i Europa. Då kan till exempel årsringsserier från träd inte användas, eftersom dessa bara speglar temperaturen under sommaren när träden växer. Omfattande systematiska genomgångar av klimatinformation i skriftliga historiska källor på kontinenten, de brittiska öarna och i Medelhavsområdet kan kanske däremot i framtiden öppna för att rekonstruera vintertemperaturen i stora delar av Europa, åtminstone tillbaka till medeltiden.

Den sannolikt kraftigaste globala nedkylningen under de senaste årtusendena inträffade i mitten av 500-talet. Det var fråga om en nedkylning på norra halvklotet, kanske även globalt, på upp till ett par grader – främst sommartid – som inträffade utan förvarning. Två gigantiska vulkanutbrott – först ett på en okänd plats utanför tropikerna på norra halvklotet år 536 och sedan ett i tropikerna år 540 – slungade upp sådana mängder vulkaniskt stoff, aerosoler, i stratosfären att det ledde till en nedkylning i årtionden. Aerosolerna minskade solinstrålningen och orsakade därmed nedkylningen. Det har skett ett antal andra lika stora vulkanutbrott det senaste årtusendet men de har inträffat med längre mellanrum. På 500-talet fick de två vulkanutbrotten en unikt stark, kumulativ, nedkylande effekt på klimatet. Förut antog många att det bara var fråga om ett vulkanutbrott – det som inträffade år 536 – men sedan ett par år har det andra vulkanutbrottet år 540 kunnat bekräftas. Vi kan nu spåra det vulkaniska stoffet i årliga islager i den grönländska och antarktiska inlandsisen.

De två stora vulkanutbrotten gav en köldchock utan motstycke. Ett internationellt forskningsprojekt har nu kommit fram till att nedkylningen på 500-talet var betydligt mer extrem än 1600-talets klimax av lilla istiden. Köldperioden, som började på 530-talet och sträckte sig långt in på 600-talet, har passande nog just döpts till den senantika lilla istiden. För första gången är det nu belagt att nedkylningen omfattade nära nog hela norra halvklotet. En ny serie av årsringsvidd från träd, som går nästan 2 000 år tillbaka, från Altaibergen i Centralasien vid gränsen mellan Ryssland och Kina, indikerar att nedkylningen var allra störst i det inre av Asien. I nästan ett århundrade efter år 536 är trädens årsringar smalare än vid något annat tillfälle under de senaste 2 000 åren.

Från skriftliga historiska källor vet vi att nedkylningen ledde till svält och massdöd på många håll på norra halvklotet. Det var svår missväxt från Irland i väster till Kina i öster. I Kina är 536, året för det första stora vulkanutbrottet, det enda år som snö uppges ha fallit mitt i sommaren i vissa jordbruksdistrikt. Sannolikt drabbades norra Europa, inte minst Skandinavien, väldigt hårt med tanke på det redan i vanliga fall ganska kyliga klimatet. Om vi ser till vad som hände i Skandinavien under senare tiders extremt kalla år, som vi har dokumentation över, kan vi vara ganska säkra på att en 3 graders nedkylning sommartid under ett antal år ledde till svår missväxt och svält. Men det var nog inte den låga medeltemperaturen som hade störst betydelse i de sydliga delarna av Skandinavien. Det allvarliga var i stället att den vulkaniska nedkylningen sannolikt resulterade i vissa extremt kalla veckor med nattfrost under sommaren.

Det verkar även ha blivit väldigt fuktigt sommartid i Skandinavien i samband med nedkylningen. Arkeologiska belägg finns på många håll för omfattande avfolkning och övergivna bosättningar i länderna runt Östersjön, däribland Sverige, i mitten av 500-talet, och pollenanalyser visar att en del jordbruksområden täcktes med skog. Ödeläggelsen vid brottet mellan äldre och yngre järnålder har varit känd länge, men att en stor nedkylning är den sannolika orsaken till den har vi bara känt till i något årtionde, och först nu börjar vi förstå hela vidden av den.

Mycket av avfolkningen kan emellertid ha berott på pest. Den justinianska pesten bröt ut år 541. Tiotals miljoner människor dog i pesten som varade i årtionden (och med nya utbrott fram till runt år 750), i Europa, Centralasien och Mellanöstern. Det var en katastrof av samma dignitet som digerdöden i mitten av 1300-talet. Utbrottet av den justinianska pesten, året efter det andra stora vulkanutbrottet, sammanföll med kulmen på den vulkaniska nedkylningen. Ny forskning, som ännu mest är spekulationer, tyder på att det kan ha varit den vulkaniska nedkylningen som fick den justinianska pesten att bryta ut eller åtminstone bidrog till att den fick så stor spridning. Det finns små gnagare, som kan bära på pestbakterien i bergen i centrala Asien, och de kan ha migrerat på grund av kylan och den ökade fuktigheten och på så sätt kommit mer i kontakt med människor. Detta kan ha lett till att pesten bröt ut. Det fanns säkert också särskilt goda förutsättningar för pesten att spridas på många håll. Människor svalt i somliga områden där nedkylningen orsakat missväxt, och många befann sig i rörelse på jakt efter en utkomst. Undernäring kan kanske även ha ökat mottagligheten för sjukdomen. Men det är möjligt att undernäring inte spelade en så stor roll; pesten tycks ha drabbat Sydeuropa värst och där var jordbruket minst påverkat av kylan.

Trots brist på tillförlitliga historiska källor, verkar det som om nedkylningen på 500-talet kan ha varit en bidragande drivkraft till somliga folkvandringar. Samtidigt får vi inte glömma att folkvandringstiden redan hade börjat långt tidigare, och de flesta folkvandringar hade haft helt andra, icke-klimatrelaterade orsaker. Sämre bete i ett kallare klimat kan emellertid ha varit en orsak till att stäppnomader, framför allt ural-altaiska och turkisktalande folk, lämnade centrala Asien just vid denna tid och begav sig mot både Europa och Kina. Även den slaviska folkvandringen västerut i Europa och flera andra folkomflyttningar på andra håll sammanfaller till stor del med tiden för nedkylningen.

Nedkylningen på 500-talet, liksom många andra klimat- och väderhändelser, visar att klimatet inte – som det ibland påstås – har varit stabilt under de senaste årtusendena. När det gäller Europas klimat framträder stora historiska variationer ännu tydligare av en ny rekonstruktion av relativ torka/vattentillgång sommartid, som bygger på serier av årsringsvidden från träd. I många områden, där kyla inte begränsar trädväxten, är det i stället tillgången på vatten som gör det. Årsringarna är därför ett utmärkt mått för att rekonstruera torka/vattentillgång på många håll. Indirekt kan information om torka faktiskt även avläsas från årsringarnas vidd i områden som Skandinavien, där tillväxten mer styrs av temperatur, genom statistiska modeller som jämför sambandet mellan årsringarnas vidd och den nederbörd som uppmätts meteorologiskt de senaste cirka 150 åren.

Genom att jämföra meteorologiska data från 1900-talet över torka och vattentillgång med serier av årsringsvidden har en årlig atlas över hela Europa kunnat skapas ända tillbaka till år 870. Tidigare har sådana atlaser över relativ torka tagits fram för Nordamerika och östra Asien.

Den nya atlasen över Europa visar på mycket större variationer i torka/vattentillgång än vad som tidigare har varit känt. Som helhet har 1900-talet varit ganska förskonat från torka och variationerna har varit förhållandevis små. Under slutet av 900-talet fram till början av 1100-talet, under den medeltida värmeperioden, var torra somrar däremot vanliga på stora delar av den europeiska kontinenten och i södra Skandinavien. Den allra torraste perioden inträffade emellertid under början av 1400-talet när klimatet var förhållandevis kallt. De fuktigaste perioderna inträffade i slutet av 1200-talet och början av 1700-talet. Variationerna har dock varit stora mellan olika delar av Europa. Hela Europa har aldrig på samma gång varit onormalt torrt eller fuktigt. De rekonstruerade förändringarna av torka och vattentillgång stämmer mycket väl överens med historiskt dokumenterade blöta och torra perioder i olika delar av Europa. Många av de mer extrema åren, med alltför mycket regn eller torka, orsakade historiskt kända missväxter i förmodern tid som ledde till svältkatastrofer.

I vissa fall sammanfaller de rekonstruerade förändringarna av torka och vattentillgång i Europa med motsvarande rekonstruerade förändringar i Nordamerika och östra Asien. Vad som orsakade dessa stora variationer förstår vi i dagsläget inte fullt ut. Därför har vi svårt att förutsäga om, eller snarare när, sådana perioder kan inträffa igen och även hur en framtida global uppvärmning påverkar nederbördsmönstren i Europa och på andra håll. Dagens klimatmodeller klarar nämligen varken särskilt väl att simulera de historiskt kända variationerna i nederbörd och torka eller att visa en särskilt god överensstämmelse sinsemellan, när det gäller hydrologiska förändringar till följd av global uppvärmning.