Om observerade klimatvariabler som temperatur eller nederbörd förändras över tiden, det väcker frågan om mänskligt inflytande spelar någon roll. För att undersöka detta, forskare tillämpar en metod för att uppskatta orsakssamband.

Det faktum att växthusgaser som släpps ut av människor förändrar det globala klimatsystemet är vetenskapligt obestridligt. Klimatforskare ser ofta in i framtiden med sina modeller och försöker räkna ut hur den ökande koncentrationen av CO2 i atmosfären kommer att påverka olika klimatvariabler som temperatur eller nederbörd.

Dock, vi upplever också väder och klimat i dag:till exempel Schweiz har blivit allt varmare under det senaste århundradet. Om exceptionellt varma somrar blir allt vanligare, det väcker snart frågan om hur mänskliga handlingar påverkar nuvarande och tidigare klimat. Men hur kan vi undersöka om en observerad förändring i klimatet orsakas av människan orsakad klimatförändring eller helt enkelt beror på naturligt förekommande fluktuationer?

Vi har bara en värld

Tyvärr, vi kan inte testa denna fråga experimentellt som vetenskapsmän. Anledningen är lika banal som allvarlig:vi har bara en värld. Vi kan inte genomföra klassiska experiment där vi ställer ett klimat med mänsklig påverkan mot ett klimat utan mänsklig påverkan.

Vad är tillgängligt för oss, dock, är långa observationsserier för nederbörd, vattennivå, temperatur, antal stormar och många andra uppmätta parametrar. För att testa om dessa klimatvariabler påverkas av ökande växthusgasutsläpp från mänsklig verksamhet, forskare har utvecklat detektions- och tillskrivningsmetoden.

Bedömning av orsak och verkan i modellen

Metoden innebär en kombinerad analys av långa observationsserier och simuleringsexperiment där klimatmodeller beräknas både med och utan mänsklig påverkan för att jämföra dem med de faktiska observationerna. Om de senare endast återges av simuleringarna med utsläpp, man kan dra slutsatsen att den mänskliga klimatförändringen är påvisbar i observationerna.

Dock, möjligheten av naturliga fluktuationer som ligger bakom en observerad förändring måste också beaktas:inte varje sommar är lika varm och inte varje vinter är snörik. Detta kan uteslutas genom att upprepade gånger använda klimatmodeller för att simulera intervallet för dessa fluktuationer. Ju mer observationen skiljer sig från utbudet av naturliga klimatfluktuationer, desto mer tillförlitlig är slutsatsen att den mänskliga klimatförändringen påverkar observationen.

Detektions- och tillskrivningsmetoden är ett viktigt instrument för klimatforskningen och användes i FN:s senaste klimatrapport i kapitlet om bevis på klimatförändringar orsakade av människor. Dock, metoden har svagheter. Det är inte alltid klart om klimatmodeller korrekt uppskattar intervallet av naturliga fluktuationer, och möjligheten att en observerad förändring orsakades av en process som inte ingår i klimatmodellerna kan aldrig helt uteslutas. Trots dessa problem, metoden kan ge övertygande bevis i ett resonemang.

Klimatförändringarna sätter sina spår på vattenresurserna

Ett exempel:i en nyligen publicerad studie publicerad i tidskriften Naturens klimatförändringar , vi kunde använda detekterings- och tillskrivningsmetoden för att visa att den observerade minskningen av sötvattenresurserna i södra Europa med stor sannolikhet är relaterad till ökande utsläpp av växthusgaser.

Vi analyserade observationsserier om avrinning från flera hundra små floder från 1956 till 2005 och jämförde dem med klimatmodeller. Observationerna visar att det har varit en tendens till torktumlare i södra Europa under de senaste decennierna, medan norr har tenderat att bli blötare. Klimatmodeller återspeglar endast detta mönster när mänskliga växthusgasutsläpp beaktas.

Även om faktorer som naturlig klimatvariation och människans vattenanvändning (t.ex. bevattning) också spelar en roll, övergripande, resultaten visar tydligt att klimatförändringarna redan idag påverkar Europas vattenresurser, och att ökande vattenbrist i södra Europa är en trolig följd i framtiden.